シャボン玉の背後にある物理学は何ですか？

バブルはまだ存在していますが、次の3つの要素によってバランスがとられています。
1）石鹸水の表面張力。
2）表面の気泡内の空気によって加えられる内圧。
3）大気圧。 >

これらのいずれかが不均衡な場合、1つの力が他の力よりも大きくなり、これによりシャボン玉が飛び出します。

あなたが話しているのなら、なぜ実際に破裂するのですか？さて、泡の表面は石鹸水でできています。石鹸は水よりも軽いので、泡を作ると、重力によって水が泡の底に向かって引っ張られ、石鹸が上に押し上げられます。水の表面張力は石鹸よりも高いため、上部に石鹸が集中するにつれて気泡の上部が弱くなります。すぐに、内圧が泡を壊すのに十分になり、泡が破裂します。

別の理由は、水が蒸発し、上記のように、より濃縮された石鹸の溶液が残ることです。表面張力が低くなります。

バブルは常に「バブルダイナミクス」の原理に基づいて動作します。これらは、レイリープレセット方程式によって管理されます。 @mikhailcaziで概説されているように、

バブルはまだ存在していますが、次の3つの要因によってバランスがとられています。

1）表面張力

2）表面の気泡内の空気によって加えられる内圧。

3）大気圧。

3つの圧力は気泡の挙動に不可欠です。しかし、内圧が上昇してもすぐには泡が飛び出しません（ブレンネンはこれをうまく説明しています）。泡の成長や崩壊などの現象もあります。シャボン玉を詳細に研究していて、同じようにラグランジアンアプローチを使用したい場合は、それを調べてください。覚えておく必要のあるレイリー-プレセット方程式のいくつかの仮定：

1. バブル寿命を通じて球形であると想定されます
2. 気泡壁を介した質量移動は無視できると想定されますが、熱伝達については他にも多くありますが、必要な単純なシャボン玉の場合はこれらで十分です。

そしてあなたの質問に答えるために;

シャボン玉が弾ける間にどのような流体の動的プロセスが発生しますか？

基本的には、外部（周囲）の圧力変動によって気泡内で発生する圧力変動です。表面張力が調整されます。気泡の膨張/収縮によって発生する半径の変化によって;石鹸膜が薄くなりすぎるまで圧力のバランスを取ります。

コメント

• 良い答えです。ちょっとしたコメント：バブルは常にレイリー・プレセット方程式に従って動作するとは限りません'。この方程式の主な仮定が成り立つ場合、つまり気泡が球形である場合にのみ、それが行われます。小さな、閉じ込められていない泡の場合、これは公正な仮定ですが、大きな泡の場合、または近くの壁の場合、それは壊れます。
• @Michiel;はい、レイリー・プレセット方程式に非常に重要な仮定を追加するのを忘れたに違いありません。'これらも追加します。

質問1：シャボン玉は破裂すると黒くなります。どうして？

回答：シャボン玉が破裂すると、破壊的な干渉により黒く見えます。バブルが破裂すると、

1. その厚さは無視できるようになります。つまり、厚さは約0になり、
2. 破壊的な干渉の条件が満たされます。 $$ 2nt = m \ lambda、\ tag1 $$ここで、$ n $は水の屈折率、$ m $は暗い縞の次数、$ \ lambda $は使用される光の波長、$ t $はフィルムの厚さ。したがって、$ t = 0 $および$ m = 0 $の場合、破壊的な干渉により1次のダークフリンジが発生します。したがって、シャボン玉は薄いフィルムのように動作し、破裂すると、破壊的な干渉のために黒く見えます。

コメント

• これ答えの始まりですが、ひどく不完全です。

スローモーションを見ると、シャボン玉の飛び出しは一種であることがわかります。 連鎖反応の場合、シャボン玉はエネルギーを環境に放出することによって低エネルギー状態に到達できない可能性があると思います。 したがって、反応は小さなエネルギー放出をもたらしますが、連鎖プロセスとしてより多くのエネルギー放出に道を譲ります。 その後、バブルシステムは通常崩壊します。