肥皂泡破裂瞬间,温度竟高过太阳温度几倍,它究竟是种什么存在?

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  前阵子网上一直流传着一个说法,大意说的是我们常见的肥皂泡,在破裂时最高温度能达到20000℃,这差不多就是太阳表面温度的4倍!相信这肯定超出了很多朋友的认知,为什么肥皂泡温度会那么高?我们用手去触碰时却没有被烫伤?

  肥皂泡破裂时温度真那么高吗?

  很多文章都有此描述,肥皂泡看上去非常脆弱,但它在破裂时却会产生难以想象的能量和高温,而其中的高温甚至能达到太阳表面的温度的数倍,而为什么会产生如此温度则非常有意思:

  科学家对肥皂泡内部能量变化的研究发现,肥皂泡是在20000-40000赫兹条件下形成的,肥皂泡内部原子和分子之间的距离会急剧缩小,分子和原子会因空间缩小而碰撞,最终形成高能粒子。肥皂泡破裂的瞬间,肥皂泡内部将再次发生超高频振动,产生轻粒子,从而发生弱核反应,产生极高的温度。

  上文是引用自某位作者的描述,其实很多都有互相引用,以讹传讹的现象,因为上文中很多概念都在胡扯,比如肥皂泡是溶液中亲水基和疏水基之间水膜构成,形成的关键是水的表面张力,跟什么赫兹没啥关系!

  肥皂泡内部原子和分子之间的距离根本就是胡扯,分子是由原子构成的,比如一个水分子就是2个氢原子和一个氧原子,距离缩小?怎么缩小?破裂时高频振动?还能产生轻粒子?哪种轻粒子?还弱核反应?简直就一派胡言!

  肥皂泡破裂确实伴随着一些能量释放,但却不是上万度高温,根本就没那回事!那是一种水中的空泡破裂时候发生的内爆,而且这种内爆还伴随着闪光和高温等能量释放!

  声致发光是怎么回事?肥皂泡能达到这个层次吗?

  水泡破裂还能发光,可能是很多朋友料想不到的,但事实上还真就发生了,这种现象叫做声致发光现象,水中的气泡破裂瞬间,周围水体能达到惊人的4500℃,其实这和太阳表面的5500K相差无几了!所以也可以说能达到太阳表面的温度。

  太阳多波段拼接图

  1934年,德国科隆大学的H. Frenzel和H. Schultes在研究声纳时,发现在注满显影剂的水槽中一开超声波发生器,液体中的气泡就会发光,因为两人在底片上发现了微弱的闪光点,不过这两位大神还不是第一个发现者,因为早在1933年罗马尼亚科学院的N. Marinesco和法国科学院的J.J. Trillat也曾独立发现过此现象。

  1989年Felipe Gaitan和Lawrence Crum大幅改进了实验装置与超高速拍摄设备,因此发现了单声泡声致发光现象,在破裂过程中:限制在声音的驻波中的气泡会随着自身周期性的被压缩而不断放出光来!当然这个所谓“不断”的时间极短,这也是当年德国科隆大学的专家没有搞清楚发光机理的原因。

  发生声致发光的装置,中间的蓝色小点就是发光现象

  研究人员通过光谱研究发现气泡内部破裂时的温度可以高到融化钢铁的程度,当时研究小组估计这个温度高达100万K,但近年来伊利诺伊大学香槟分校主导的实验显示,气泡内的温度大约在2万K左右。这就是上文中很多作者引用的20000℃,K和℃是有些差别的,不过也差了不大哈,但作为一个科学类作者如此漠视,那就显得不负责任了!

  至于会不会烫死人,有一个回答非常经典,抛开剂量谈毒性的都是流氓,所以高温也一样,尽管温度很高,但能量却不高,无法伤到人,所以水中气泡破裂却不会并不会杀人,但有一点要了解下,枪虾就是用这种武器攻击的,而且猎物无法逃避,乖乖的被搞定!

  枪虾攻击猎物的方式,利用的同样是水泡内爆

  枪虾

  空泡破裂的威力,可以吃掉螺旋桨

  船舶的螺旋桨早期一般都由铜合金制造,比如锰青铜、镍锰青铜、镍铝青铜、锰铝青铜这四种,都是常用的螺旋桨用材料,后来也有有使用高强度不锈钢制造的,更耐腐蚀,按无论是铜合金螺旋桨还是不锈钢螺旋桨,它们都逃不过一种看起来非常不起眼的气泡的腐蚀!

  螺旋桨工作时由于快速搅动水体,会产生极低压区域,造成水沸腾蒸发形成气泡,但周围海水的高压又会导致这些气泡不可能扩大,反而会被急剧压缩,破裂,快速破裂,形成超高速水流,冲击螺旋桨,逐渐腐蚀螺旋桨表面,引起表面粗糙度增加,阻力增加,最后腐蚀面积扩大造成螺旋桨报废!

  所以在那个高能量释放的事件中,根本就没有肥皂泡的事情,但确实是有水泡破裂造成,不过就这一丢丢区别,两者产生的机理相差就比较大了,所以这种张冠李戴的事情还是少发生的好!


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