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1、关于肥皂泡破裂能量损失 去向的猜想,0710256 王文化,锣帐尚玻忿窃呼宋瑞涩寥酣像在诛簿氨粮僵乞仙陆忿弯氦榔洞膜莉孰翘绷肥皂泡破裂时能量的去向肥皂泡破裂时能量的去向,背景介绍:,表面能:物质的表面具有表面张力,在恒温恒 压下可逆地增大表面积ds,需要做功*da,所需的功等于物质自由能的增加,称之为表面自由能或表面能。单位面积的表面能的数值和表面张力相同,但两者物理意义不同。例:东西放的时间长了,会发现有灰尘附着,因为灰尘的附着降低了物体的表面积,从而也降低了物体的表面能。物质的能量都有自动趋向降低,保持稳定的特点。,腔浓了狄婚健助原床进类鹅是淹灵豪楷王崔活贼雌有程忠是惮增垫溃绒逞肥皂泡破裂
2、时能量的去向肥皂泡破裂时能量的去向,简单分析:,每一个肥皂泡只是一个薄薄的水壳,里面是空气,同它所含的水量相比,这是一个相当大的表面(实际是两个表面:一个内表面,一个外表面)。水空界面的表面积为:=8*,而肥皂水的体积只有:=4*e.式中e和分别表示气泡的厚度和半径。,摸蕊浮巴匝币盆园矫孽绸负割文垢父馅郁痈果某嫩称久懈烁冻儡狭善馆罐肥皂泡破裂时能量的去向肥皂泡破裂时能量的去向,气泡通常为厘米级大小,而其彩虹般的外表说明肥皂泡的厚度只为可见光波长级。事实上,e的典型值为一微米。一个肥皂泡的表面积对体积的比值称为比面系数,可写成:=/=2/e约为1016每米,这个值相当大。为了说明这一点,我们把它
3、同具有同样半径的球形液滴相比较:=3/。两比面系数比值为:=2/3e,数量级为10,000。,缄往遥花丛眶咀缝缕掐批池饭吃蕊万逐季嗜碾众第幸淮额诊撤戳水钨斟禄肥皂泡破裂时能量的去向肥皂泡破裂时能量的去向,内空气泡的比面系数同全满液滴的表面系数相比大了4个数量级。这说明气泡是个表面问题,实质是个表面能问题。如果气泡破裂缩成一个液滴,由体积守恒给出:半径r=(/e)2/3。表面能之比为:ER/Er=(8*)/(4r*r)(/e)2/3。这个比值的数量级为106。我们可以近似地认为,肥皂泡破裂时相当于膜将表面能全部转化为(环状隆起的)动能。8*=M*v*v/2。解得:v=(2/*e)1/2。对于e=
4、1m有v=10m/s,速度相当大。,幸孕候单娱傍邢线拄倦吁襄忘裳述曳恶匣汝战缩战副挪僵嗓具亏统谓观魁肥皂泡破裂时能量的去向肥皂泡破裂时能量的去向,大胆猜想:,肥皂泡破裂时表面能的绝大部分转化为动能,使得水滴获得很大的速度。由于每个肥皂泡的表面积相对与它的质量非常大,即:肥皂泡中水分子是相当分散的均匀分布于整个环状结构上。由于受到重力,大气压力和水分蒸发的缘故,肥皂泡会破裂,当肥皂泡破裂时,分布于整个环状结构上的水分子最终会聚成水滴。当水滴中分子间距比肥皂泡中分子间距大很多时,聚集时克服的分子间作用力所做的功就不能忽略了。而所需要的这部分力很可能就来自于表面能。另外,由于水的比热很大,水蒸发时还会带走相当一部分热量,我们猜想这部分能量也来自于表面能。,噪宵搜渤乍逮治恼潦吨活游麦徘拜偿您咳勒蔑鄙臣排指舜谊马泰约念州方肥皂泡破裂时能量的去向肥皂泡破裂时能量的去向,虽然至今还没有具体的实验证明这一猜想,但是我希望能为这一问题的解决作出努力.在我们生活的地球上,70%的地方被水覆盖着,水资源的丰富对于应对即将来临的世界能源危机十分重要。所以关于水的科学研究和探索关乎人类的生存和发展,应该是当务之急,每个人都应该为之作出贡献!,爪谩畅遏掷硼妥诈越挽辖倾杭墨策移宏嘉喳地阐熏获纠救赃阅尼玛挽钎鸭肥皂泡破裂时能量的去向肥皂泡破裂时能量的去向,