Что-то странное происходит с температурой вокруг только что образовавшихся пузырей
Когда вы останавливаетесь и думаете о пузырьках, вы понимаете, что они повсюду: в посудомоечной машине, на крышке пива, на гребнях волн, в слюне между зубами и, конечно же, в пузырьках. игрушки с оружием.
Это означает, что физика пузырей важна во всех сценариях. Имея это в виду, исследователи из Университета Париж-Сакле во Франции сделали интригующее открытие о пленке, окружающей пузырьки.
Эта пленка в некоторых случаях может выдерживать температуру до 8°C (14,4°F). ) холоднее, чем окружающая среда вокруг него, говорят исследователи. Полученные результаты основаны на предыдущих исследованиях того, как изменения температуры могут вызывать истончение и испарение жидкой пленки.
«Хотя этот эффект часто рассматривается в исследованиях, посвященных испарению капель, насколько нам известно, значение испарения, вызванного охлаждением, не упоминается в литературе по мыльным пленкам и пенам», — пишут исследователи в опубликованной статье.
Чтобы поближе познакомиться с этими мыльными пленками и пенами — пузырьками, по сути, — команда собрала смесь из жидкости для мытья посуды, воды и глицерина с вариациями конечного вещества, используемого для точной настройки срока службы и скорости испарения пузырьков.
Эти пузырьки были протестированы в различные температурно-влажностные условия. В некоторых случаях разница между мыльной пленкой и окружающим воздухом была значительной — максимальная температура достигала 8°C.
Хотя уже было известно, что мыльная пленка теряет жидкость в результате испарения при энергии (точно так же, как мы делаем это, когда потеем, чтобы охладиться), предполагалось, что температура этих пленок соответствует температуре окружающей среды.
«Экспериментально мы наблюдали, что температура сначала снижается, а затем повышается до тех пор, пока температура окружающей среды снова достигается», — пишут исследователи.
«Мы сообщили, что величина охлаждающего эффекта зависит как от относительной влажности, так и от исходной концентрации глицерина, уменьшение значений этих двух параметров приводит к более сильному эффекты.»
Один из способов, которым это исследование может быть полезным, — это промышленные процессы, где жизненно важно управлять стабильностью пузырьков. На эти расчеты повлияют температурные различия между пузырьковой пленкой и внешним миром.
Исследователи говорят, что вязкость и поверхностное натяжение мыльной пленки — это два свойства, на которые, вероятно, будет влиять температурный разрыв, который они нашли; действительно, мыльные объекты могут не иметь равномерного теплового поля по всей поверхности.
Однако это первое исследование такого рода, и требуется еще много исследований, прежде чем ученые смогут сказать, как именно изменяется температура на пленку, из которой состоит пузырь, можно воздействовать.
«Мы предлагаем модель, описывающую падение температуры мыльных пленок после их образования, которая количественно согласуется с нашими экспериментами», – пишут исследователи.
«Мы подчеркиваем, что этот охлаждающий эффект имеет большое значение и должен быть тщательно рассмотрен в будущих исследованиях динамики мыльных пленок».
Исследование опубликовано в Physical Review Letters.
