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:

Почему мы обгораем даже с солнцезащитным кремом 

Летом нам всем хочется щеголять в открытых топах и коротких шортах, которые красиво оттеняют ровный бронзовый загар.
Подробнее »»

Из яблочка и с яблочком. Часть 1

Вроде бы давно уже все сказано о яблоке, этом чудесном плоде, дарующем нам здоровье.
Подробнее »»

Как скрыть седину без химии

едина не радует ни одну женщину, в каком бы возрасте она ни появилась. Но если одни дамы спокойно относятся к седым волосам в шевелюре, то другие любым способом от неё избавляются.
Подробнее »»

Как туристу сэкономить на еде в Одессе: куда сходить или где заказать еду на дом

Планируете отдых в Одессе
Подробнее »»

В продуктах, которые мы ежедневно употребляем, могут быть смертельные инфекции

Подхватить такие заболевания могут даже люди, которые ведут здоровый образ жизни и тщательно следят за питанием.
Подробнее »»

Читайте также:
21.07 - 22:03

Оформление молодежной квартиры

Когда молодые люди вырываются из-под опеки родителей и начинают жить отдельно, им хочется обставить свою жилплощадь оригинально и креативно.
Подробнее »»

21.07 - 20:40

Эксперты назвали 6 способов побороть морскую болезнь

Большинство детей обожают путешествия, но некоторые из них боятся укачивания и сопровождающей его тошноты.
Подробнее »»

21.07 - 20:02

Диетолог назвала способы сжигания калорий без спорта

Избавиться от лишних килограммов можно не только с помощью привычных тренировок и диет. Об этом на своей странице в Инстаграм сообщила диетолог Кристина Лобановская.
Подробнее »»

21.07 - 19:18

Женские имена, обрекающие их обладательниц на одиночество 

Как выяснили корреспонденты информационного агентства «Экспресс-Новости», существуют имена, которые предсказывают своим обладателям счастливую жизнь.
Подробнее »»

21.07 - 18:51

10 полезных свойств огурца, о которых вы не знали

Пора собирать и заготавливать огурчики! Этот овощ и в свежем виде хорош, и в соленом, и в маринованном.
Подробнее »»

21.07 - 18:09

Как выбрать халат

Халат давно уже перестал быть изделием, предназначенным только лишь для ведения в нем домашнего хозяйства.
Подробнее »»

21.07 - 18:09

Врачи объяснили, почему спать в пижаме вредно

Пижамы и ночные рубашки ухудшают самочувствие
Подробнее »»

21.07 - 16:37

Как распознать болезни по стулу

По цвету фекалий можно определить состояние организма человека. К такому выводу пришли ученые – медики в ходе многочисленных лабораторных изучений.
Подробнее »»

21.07 - 16:09

Супрун предупредила об опасности просмотра телевизора

Частый просмотр TV негативно сказывается на здоровье человека
Просмотр телевизора более трех часов в день в два раза повышает риск преждевременной смерти. Об этом на своей странице в Facebook сообщила и. о. министра охраны здоровья Ульяна Супрун.

Подробнее »»

21.07 - 15:16

6 советов, которые дают семейные психотерапевты мужу и жене для счастливого брака

Кризисы в браке — дело житейское. Самыми тяжелыми считаются первый год после свадьбы, время после рождения ребенка и десятилетний рубеж. Одни семьи не справляются и гибнут.
Подробнее »»

21.07 - 14:50

Чай каркаде может представлять угрозу для зубов

По данным шведских ученых, зубная эмаль разрушается из-за лимонной кислоты, которая входит в состав напитка.
Подробнее »»

21.07 - 14:06

Мини-пиг, шиншилла или карликовый кролик: кого выбрать?

К кошкам, собачкам, хомячкам и морским свинкам в домах все уже давно привыкли. Поэтому некоторым любительницам оригинальности хочется завести каких-нибудь необычных зверьков
Подробнее »»

21.07 - 12:36

Ученые назвали снижающее кровяное давление ягоды

Ягоды, снижающие кровяное давление, назвали специалисты. В ходе экспериментов ученые предложили испытуемым включить в свой рацион определенную группу ягод, которые, по их мнению, помогут Ученые назвали снижающее кровяное давление ягоды восстановить давлен
Подробнее »»

21.07 - 12:06

Специалисты ВОЗ изменили нормы артериального давления

Для людей младше 65 лет нормой является давление в пределах 120-129 мм
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) приняла решение об изменении норм артериального давления для человека. Об этом сообщает издание ""zi.ua".

Подробнее »»

21.07 - 11:24

Что нас привлекает в мужчинах на самом деле 

Не секрет, что мужчина выбирает женщину, которая нравится ему внешне. После этого он начинает постепенно узнавать ее характер, интересы, привычки, и в итоге влюбляется.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...