肥皂泡總先上升後下降的原因
肥皂泡是非常薄的形成一個帶虹彩表面的空心形體的肥皂水的膜。肥皂泡的存在時間通常很短,它們會因觸碰其它物體或維持於空氣中太久而破裂***地心吸力令肥皂泡上方的膜變薄***。由於它們很脆弱,它們也成為美好但不實際的東西的隱喻。它們經常被用作孩童的玩物,但他們在藝術表演中的使用也表明它們對於成人也是很有吸引力的。肥皂泡還可能幫助解決空間的複雜的數學問題,因為他們總是會找到點或者邊之間的最小表面。
肥皂泡
日常生活中,我們常看到一些小朋友吹肥皂泡,一個個小肥皂泡從吸管中飛出,在陽光的照耀下,發出美麗的色彩。此時,小朋友們沉浸在歡樂和幸福之中,我們大人也常希望肥皂泡能飄浮於空中,形成一道美麗的風景。但我們常常是看到肥皂泡開始時上升,隨後便下降,這是為什麼呢?
這個過程和現象,我們只要留心想一下,就會發現,它其中包含著豐富的物理知識。在開始的時候,肥皂泡裡是從嘴裡吹出的熱空氣,肥皂膜把它與外界隔開,形成裡外兩個區域,裡面的熱空氣溫度大於外部空氣的溫度。此時,肥皂泡內氣體的密度小於外部空氣的密度,根據阿基米德原理可知,此時肥皂泡受到的浮力大於它受到的重力,因此它會上升。這個過程就跟熱氣球的原理是一樣的。
隨著上升過程的開始和時間的推移,肥皂泡內、外氣體發生熱交換,內部氣體溫度下降,因熱脹冷縮,肥皂泡體積逐步減小,它受到的外界空氣的浮力也會逐步變小,而其受到的重力不變,這樣,當重力大於浮力時,肥皂泡就會下降。
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