气泡（气泡里的有趣科学）

泡泡(泡泡中有趣的科学)

气泡是气体以球形或半球形存在于固体或液体表面或内部的形式。随着人们对泡沫认识的逐渐深入，许多谜团被揭开。

让肥皂泡加热太阳。

肥皂泡在阳光下被吹大，亮晶晶的肥皂泡飞起，然后眨眼间就爆了出来。在玩肥皂泡的时候，很少有人想到肥皂泡破裂时的温度可以比太阳表面温度高出好几倍。现在，科学家通过成功的实验证实了这一事实。

肥皂经频率为20000 ~ 40000Hz的超声波吹动后，肥皂中的原子和分子相互碰撞形成高能粒子，进而形成物质的第四种状态，即等离子态。因此，当肥皂泡突然收缩时，其内部会变得非常热。当肥皂泡破裂时，温度突然升高，释放光子并产生发光。由于破裂瞬间产生的高温非常短暂，并且出现在一个小空的房间内，此时的温度状况无法用温度计直接测量。

而且普通的温度计也不可能测量出这么高温度的物体。在这种情况下，需要通过分析发出的光来测量温度，得出肥皂泡破裂时的瞬时温度约为20000℃，比太阳表面的温度高出数倍。

科学家们很久以前就从理论上预测肥皂泡的破裂会产生极高的温度，但没有实验证据。如今，科学家已经直接测量了这个温度，并在单个气泡中观察到了等离子体。由于观测到的光来自快速收缩的泡沫外表面，推测泡沫表面内部的温度应该更高。有人推测，瞬间的高温表明肥皂泡中可能发生了特殊的核反应，也就是说，每个肥皂泡都是一个“人造小太阳”。

让金属“发泡”

“泡沫铝”是一种多孔金属材料，兼具金属特性和气泡特性。金属铝材经过“发泡”处理后，充满空芯孔结构，从而使材料的密度降低到每立方米300 ~ 1000公斤，与普通木材相当。不仅比相应体积的铝轻很多，还能像木头一样浮在水面上。

为了使“泡沫”铝的内部微孔更符合需要，英国剑桥大学的研究人员对新的制造工艺进行了研究。方向是制作孔径细小均匀的铝材，使单个孔径为1mm。斯洛伐克科学院机械材料研究所的研究人员基于人类和动物骨骼中的微孔结构发起了新颖的想法，并通过将这种微孔结构植入铝材料中，开发出了一种新型的“泡沫”铝材料。

“泡沫”铝材料因其奇特的内部结构，成为一种具有质轻、强度高、吸音性好、缓冲效果好、电磁兼容性显著等特点的特殊金属材料，在应用之前就非常喜人。可用于制造汽车、电梯、输送设备的防震部件，也可用作各种建筑和车辆的隔音材料、防潮材料、耐火材料、耐高温材料和抗氧化材料。

可以在电子和电气设备中制造新型散热器和轻型电磁屏障。航空空行业用“泡沫”铝制作飞机机翼，可以降低空气体的阻力，提高飞机的安全飞行系数。在建筑行业，泡沫铝可用于制作室内外装饰、隔音墙、天花板、门窗、隔墙、屏蔽墙等。目前，泡沫铝的应用领域正在不断扩大。而且，越来越多的科学家关注泡沫铝的研究、开发和应用，其未来前景十分光明。

冷水也会“沸腾”

1915年春天，一艘英国鱼雷艇驶入大西洋进行试航。当船上的机械以最大速度工作时，速度并没有继续增加，只是船尾后面有一团翻滚的泡沫。与此同时，鱼雷艇开始摇晃。试航后返回基地，发现船的螺旋桨已经损坏到了破烂不堪的地步。两年后，英国著名物理学家瑞利勋爵发现了问题的症结所在:飞船的运行轨迹中产生了大量微小的气泡，这些气泡先是向外膨胀，然后瞬间爆裂进入心脏。这样，所有的能量都在很小的范围内释放出来，产生巨大的破坏力。之后，通过科学家的不懈探索，终于明白了船周围的气泡是海水“冷沸腾”造成的。

众所周知，液体的沸腾与大气压有关。在常压下，液体达到沸点就会沸腾。比如水达到100℃的沸点，就“沸腾”了，不停地翻滚气泡。但当液体的压力条件低于常压时，温度低于沸点时也会沸腾。例如，当封闭容器中的水面压力为4毫米汞柱时，水可以在4℃沸腾。这样，液体通过减压在非普通沸点温度条件下的沸腾状态就是“冷沸腾”。

螺旋桨旋转产生的声波在水中传播，可以在水下形成低压区和高压区。“冷沸腾”是液体在低压下的一种现象。当然，它应该随时发生在旋转的螺旋桨周围。当液体处于“冷沸腾”状态时，整个体积都在蒸发，产生大量气泡，从而在液体内部形成“气穴”。但这种“气穴”是不稳定的，在高于形成它的压力时会突然凝结，瞬间消失。并且在凝结消失的过程中，气泡周围的液体粒子以极大的速度相互碰撞，形成高达数万个大气压的强大压力。

根据科学家的测定，这种压力可以对周围的物体造成巨大的破坏力，如木材、金属、橡胶、塑料、玻璃、混凝土等。尤其是随着各种设备速度和功率的提高，危害程度会越来越严重。因此，人们想方设法想办法制服它，如防止“气穴”的产生，或将溶解在其中的气体从液体中除去。在封闭系统中，如内燃机，科学家们还找到了涂覆保护剂的方法，以确保物体表面免受“气穴”的影响。

海上打嗝危害极大。

在海洋底部形成的有害气体会以气泡的形式从海洋表面冒出来。大量泡沫泛滥，将毁灭地球上绝大多数的生命。科学家根据数据推断，历史上海底的有害气体曾数次摧毁地球的生命。

研究人员已经证明“杀手”是一种微小的细菌。这种细菌只需要大量的阳光和少量的氧气就能旺盛生长并释放出硫化氢气体。这种气体即使浓度很小，也能杀死生物。人们通常称之为“下水道臭气”。

是什么原因导致这种有害细菌大量生长？科学家认为，很久以前，地球上的火山活动导致大量的碳氧化物被释放成空气体，导致海洋温度上升。只要海洋升温，里面的氧气就会流失，有害细菌就会占上风。

目前，全球变暖的趋势使得海洋打嗝的条件逐渐成熟。今天的海底有几个地方，已经出现了释放硫化氢的细菌。科学家对此感到担忧。当然，全社会的人都应该给予足够的重视。

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