肥皂泡破裂产生高温,据说有2万度,为什么人体不会被灼伤
说起肥皂泡 , 我们自然会想起小时候玩的游戏 , 用肥皂水吹出彩虹般的泡泡 。
它们并不会在空气中存在很久 , 过一段时间就会破裂 , 而这些破裂确实会产生瞬间高温 。
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肥皂泡之所以能够被吹起来 , 是因为在水中混入了表面活性剂 。 表面活性剂的作用破坏了水的表面张力 , 让水可以拉成极薄的膜 , 这些膜就构成了肥皂泡的表面 。
肥皂泡非常非常的薄 , 根据科学家们的测定 , 肥皂泡的厚度从1000纳米到10纳米不等 。
相比较之下 , 病毒的直径大小是100纳米左右 。
泡的厚度正好覆盖可见光的波长范围 , 所以在肥皂泡的表面 , 光会出现衍射和干涉现象 , 让肥皂泡的表面呈现出五颜六色的光芒 。
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》肥皂泡的破裂如何产生高温 。
我们知道一个水分子是非常非常小的 , 也是非常非常轻的 。 所以肥皂泡破裂以后 。 它的能量会瞬间以水分子的动能形式表现出来 。
温度是和分子的动能有关系的 , 这就是造成了肥皂泡破裂以后会出现超高温的情况 。
泡泡的能量是我们在吹肥皂泡的时候由空气的动能转化成的表面张力的势能 。
破裂的一瞬间 , 这些势能会被瞬间释放了出来 。 总能量虽然非常小 , 但是分配到水分子上的单位能量却非常的高 。
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我们所能够感知的温度实际上是分子平均动能的表现 。
在300开尔文的时候 , 也就是27摄氏度的时候 , 分子的平均运动速度是400米每秒 。
而当温度达到1200开尔文的时候 , 也就是927℃的时候 , 分子的运动速度增加了两倍达到了800米每秒 。
由此可以看出来 , 速度每增加一倍 , 温度以平方比增加 。
》泡泡的温度到底是多少?
美国伊利诺伊州 , 香槟伊利诺伊大学的化学家曾经做过一个测量气泡温度的实验 。
当液体中的气泡被压缩时 , 内部就会变得非常热 , 测得的温度大约是2万开尔文 , 是太阳表面的四倍 , 相当于达到了2万摄氏度 。
科学家制造这种气泡高温的方法是声致空化:把超过18,000个赫兹的声波发射到液体中 , 由于高速震荡产生微小的气泡 , 这些微小的气泡会在瞬间破裂 。
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这些气泡的破裂会产生强烈的局部加热 。 通过查看光谱 , 科学家可以用天文学家测量恒星温度相同的方式确定温度 。
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