Поиск - новости науки и техники

Физиков на мыло. Описан процесс замерзания мыльных пузырей

22.06.19

Группа ученых под руководством Джонатана Борейко из политехнического университета Виргинии (США)  в лабораторных условиях следила за тем, как замерзают мыльные пузыри и подробно описала этот процесс. Результаты эксперимента описаны в журнале Nature Communications.

В качестве жидкости для мыльных пузырей ученые использовали водно-глицериново-мыльный раствор, замерзающий при температуре −6,5 градусов Цельсия. Установлено, что процесс происходит оп двум сценариям. В первом температура поверхности, на которой располагался пузырь, совпадала с температурой воздуха и находилась на уровне −20 градусов Цельсия. В этом случае, как только пузырь касается ледяной поверхности, мыльная жидкость стекает по его стенкам. Примерно через секунду появляются крошечные кристаллы льда, которые уносятся вверх поднимающимися потоками жидкости. И наконец, сотни этих кристаллов кружатся независимо друг от друга на поверхности пузыря, они продолжают расти, пока весь пузырь не замерзает полностью примерно через сорок секунд.

“Снежный шар” образуется благодаря эффекту Марангони, который возникает, когда в жидкостях возникает разность температур. Из-за более высокой температуры поверхностное натяжение внизу пузыря уменьшается. Жидкость течет из более теплой области с более низким поверхностным натяжением в более холодную область с более высоким поверхностным натяжением, то есть снизу вверх.

Во втором сценарии температура подложки поддерживалась на таком же низком уровне, однако окружающий воздух прогревался до комнатной температуры (25 градусов Цельсия). Здесь стенка пузыря вела себя совсем по-другому: сначала в ней возникали такие же потоки, как и в первом сценарии, но они быстро затухали, а поднятые вверх кристаллики льда плавились, после чего пузырь лопался. Этот эффект ученые объясняют охлаждением и падением давления газа внутри пузыря.

Александр Ильин

Александр Ильин

Нет комментариев