作者:Jonathan Boreyko 来源:《自然—通讯》 发布时间:2019/6/25 14:28:23
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研究揭示肥皂泡如何冻结

 

《自然—通讯》发表的一篇论文揭示了肥皂泡是如何冻结,以及所谓“雪花玻璃球效应”是如何产生的。

肥皂泡在特定条件下冻结时,可以观察到内部有大量不断生长的冰晶在盘旋,让人不禁联想到雪花玻璃球。然而在此之前,未有研究调查过这种现象背后的物理机制以及肥皂泡是如何冻结的。

美国弗吉尼亚理工学院的Jonathan Boreyko及同事研究了主导肥皂泡冻结的热传递过程。他们在不同环境温度下,将肥皂泡置于冰冷的表面,并记录下了冻结过程。他们观察到了两种不同的冻结机制,具体视温度而定。

当周围温度与肥皂泡温度一样时,冻结从肥皂泡底部开始,并会产生马拉高尼流(液体从表面张力低的地方流向表面张力高的地方),导致冰晶脱离冻结界面,并在肥皂泡周围旋转,就像雪花玻璃球里面的雪花一样。之后,随着冰晶不断生长和并合,肥皂泡完全冻结。但是,当周围温度为室温时,冻结界面会缓慢向上扩展,最终在肥皂泡中间位置停止——因为传导不良。这样半冻结的肥皂泡先会保持均衡状态,直到最后液体圆顶坍塌。

研究人员认为这项发现有助于人们更好地理解热传递现象。(来源:中国科学报 唐一尘编译)

相关论文信息:DOI:10.1038/s41467-019-10021-6

 
 
 
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