26.06 - 19:44

Физики разобрались в замерзании мыльных пузырей


 

Физики из США экспериментально исследовали замерзание мыльных пузырей, выделили два основных сценария замерзания и объяснили их теоретически. В частности, ученые установили, что так называемый «эффект снежного шара», при котором кристаллики льда кружатся по поверхности пузыря, возникает за счет теплового эффекта Марангони. Статья опубликована в Nature Communications.

Когда температура за окном упадет ниже −15 градусов, выйдите на улицу и попробуйте выдуть мыльный пузырь. Как только пузырь коснется холодной поверхности (например, снега), по нему побегут причудливые узоры, напоминающие узоры мороза на оконном стекле, а сам пузырь в течение нескольких секунд полностью замерзнет. Если воздух внутри образовавшейся ледяной сферы будет горячее окружающей среды, он постарается вырваться наружу и разрушить сферу, поэтому пузырь рекомендуется выдувать не ртом, а быстрым движением кольца. Если же температура опустится еще на десять градусов, ждать, пока пузырь коснется поверхности, не придется — он будет замерзать и разрушаться еще в воздухе.

 

Впервые этот эффект, который иногда называют «эффектом снежного шара» (snow-globe effect), исследовал в 1949 году Винсент Шефер (Vincent Schaefer), запускавший мыльные пузыри на вершине горы Вашингтон. Впрочем, тогда физик ограничился описанием формы кристаллов, намерзающих на пузыре, и не пытался объяснить происходящие процессы теоретически. Более того, ученые до сих пор плохо понимают, какие эффекты управляют этим процессом. Это связано с необычной формой пузыря: в отличие от других замерзающих объектов, пузырь может проводить тепло только вдоль своей поверхности. Поэтому знания, наработанные в экспериментах с замерзающими каплями или пленками, не могут объяснить замерзание пузыря.

Поэтому группа ученых под руководством Джонатана Борейко (Jonathan Boreyko) исследовала замерзание мыльных пузырей в эксперименте, а затем разработала качественную модель этого процесса. В качестве жидкости для мыльных пузырей ученые использовали водно-глицериново-мыльный раствор (в пропорциях 79:20:1), замерзающий при температуре −6,5 градусов Цельсия. Всего ученые поставили два набора экспериментов, которые отличались окружающими условиями. В первом наборе опытов температура поверхности, на которой располагался пузырь, совпадала с температурой воздуха и находилась на уровне −20 градусов Цельсия, то есть значительно ниже температуры замерзания раствора. В экспериментах второго типа температура подложки поддерживалась на таком же низком уровне, однако окружающий воздух прогревался до комнатной температуры (25 градусов Цельсия). Для охлаждения подложки ученые использовали элемент Пельтье, посыпанный снегом, а процесс замерзания пузыря записывали на высокоскоростную камеру.
При замерзании по первому сценарию (холодный воздух, холодная подложка) ученые выделили следующие этапы. Как только пузырь касался холодной поверхности, в месте контакта намерзали небольшие кристаллики льда. Чтобы проверить, что кристаллы намерзают именно на границе, ученые заменяли подложку сухой кремниевой пластиной, на которой кристаллы расти не могли. Затем по стенке пузыря разбегались потоки жидкости, которые поднимали и кружили кристаллики льда. На этом этапе пузырь напоминал снежный шар, который предварительно встряхнули. В течение нескольких секунд потоки постепенно утихали, пока не прекращались полностью. После этого вмерзшие кристаллы льда продолжали расти, пока вся поверхность пузыря не замерзала полностью. В сумме процесс замерзания длился не дольше минуты.

 https://nplus1.ru

Ключевые слова:
Читайте также:

Специалисты открыли противоопухолевые свойства капусты

Громкое открытие было сделано в Китае.
Подробнее »»

Растяжки на попе. Как бороться?

Такая интимная часть тела, как ягодицы, скрыта от взглядов посторонних.
Подробнее »»

Замена одного сладкого напитка чаем или кофе снижает риск диабета

Если человек в своем ежедневном рационе откажется от употребления даже одного напитка с сахаром в пользу чая или кофе, то риск диабета второго типа снизится на 10%.
Подробнее »»

Семь полезных лайфхаков с использованием кофе 

Все мы привыкли бодриться с помощью кофе. Действительно, ни для кого уже не секрет, что одна или две чашки кофе в день еще никому не навредили, а наоборот, даже оказали благотворное воздействие на организм.
Подробнее »»

Диетологи назвали простые способы быстро похудеть

Люди зачастую заблуждаются, думая, что худеть — это дорого.
Подробнее »»

Читайте также:
22.10 - 20:33

Рецепт творожной запеканки с тертой тыквой

Эта нежная творожно-тыквенная запеканка напоминает суфле
Подробнее »»

22.10 - 20:02

10 простых средств для избавления от тошноты

Тошнота сильно портит жизнь, а принять лекарство не всегда возможно.
Подробнее »»

22.10 - 19:59

Как самостоятельно сделать коррекцию бровей дома 

Казалось бы, что может быть проще, чем выщипать пинцетом пару-тройку лишних волосков.
Подробнее »»

22.10 - 19:00

Названы витамины, которые нельзя принимать без назначения врача

Десятилетнее наблюдение за здоровьем 2700 человек показало, что прием пищевых добавок с кальцием повышает риск кальциноза сосудов, аортального стеноза, ишемической болезни сердца и инфаркта.
Подробнее »»

22.10 - 18:57

10 советов врачей для людей с изжогой

Эти врачебные советы помогают снизить выработку кислоты желудком – то, что нужно при проблеме с изжогой.
Подробнее »»

22.10 - 18:34

Чувствительность кожи: причины и типы чувствительности. Как восстановить покров?

Чувствительная кожа – это один из тех типов кожи, который больше всего реагирует на физические, химические и гормональные нарушения.
Подробнее »»

22.10 - 17:54

Низкое артериальное давление: чем это может грозить?

Лучше, если артериальное давление низкое, нежели высокое, это скажут многие врачи.
Подробнее »»

22.10 - 17:46

Тренды обуви этой осенью

В этом обзоре ты найдешь обувь, которую легко можно подобрать к твоему стилю, и можешь не сомневаться, что будешь выглядеть модно, ведь дизайнеры в этом сезоне нас одарили весьма интересными вариантами.
Подробнее »»

22.10 - 16:51

Медики перечислили признаки заболеваний почек

Поддержание водного баланса крайне важно для работы почек.
Подробнее »»

22.10 - 16:30

Рецепт на Хэллоуин: фаршированный перец Джек-фонарь

Ваши близкие будут в восторге от этого праздничного угощения
Подробнее »»

22.10 - 15:57

3 типа женщин, от которых «убегают» деньги 

Все знают о том, что деньги нужно откладывать каждый месяц, иметь сумму "на черный день" и многое другое, однако следует этим истинам далеко не каждый.
Подробнее »»

22.10 - 15:49

Красные, синие, бледные: что цвет ушей говорит о вашем здоровье

Уши могут дать нам больше, чем просто возможность слышать.
Подробнее »»

22.10 - 14:45

Врачи напомнили об основных симптомах заболеваний сердца

Одышка является одним из важных признаков сердечной недостаточности.
Подробнее »»

22.10 - 14:32

Как научиться правильно улыбаться?

Красивая улыбка – это путь к успеху. Если у клиента есть выбор, к какому консультанту подойти, он обязательно выберет приветливого человека.
Подробнее »»

22.10 - 13:44

8 советов для идеального гардероба 

Простые, но очень нужные советы новичку для облегчения решения задачки "что купить, чтобы носить" и когда выражение "нечего надеть" — ваш вечный, добрый спутник на любое мероприятие.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...