비누 방울 뒤에있는 물리학은 무엇입니까?

거품은 여전히 존재하지만 세 가지 요소로 균형을 이룹니다.
1) 비눗물의 표면 장력 .
2) 표면의 기포 내부 공기에 의해 가해지는 내부 압력 .
3) 대기압

불균형이 발생하면 하나의 힘이 다른 힘보다 크고 이로 인해 거품이 터집니다.

그것이 실제로 터지는 이유에 대해 이야기하고 있다면? 거품의 표면은 비눗물로 만들어져 있습니다. 비누는 물보다 가볍기 때문에 거품을 만들 때 중력으로 인해 물이 거품의 바닥쪽으로 당겨져 비누가 위로 밀립니다. 물의 표면 장력이 비누의 표면 장력보다 높기 때문에 비누가 윗부분에 집중되어있을수록 거품의 윗부분이 약해집니다. 머지 않아 내부 압력이 거품을 깨뜨려 터뜨릴 수있을 정도로 충분할 것입니다.

또 다른 이유는 물이 증발하여 위에서 언급했듯이 더 농축 된 비누 용액이 남게되기 때문입니다. 표면 장력이 낮습니다.

거품은 항상 “거품 역학”의 원칙에 따라 작동합니다. 이는 Rayleigh-Plesset 방정식 에 의해 관리됩니다. @mikhailcazi에 의해 설명 됨;

거품은 여전히 존재하지만 세 가지 요소로 균형을 이룹니다.

1) 표면 장력 비눗물.

2) 표면의 기포 내부 공기에 의해 가해지는 내부 압력

3) 대기압

세 가지 압력은 거품의 거동에 필수적입니다. 그러나 내부 압력이 증가해도 거품이 즉시 터지지는 않습니다 ( Brennen 이이를 훌륭하게 설명합니다). 거품의 성장 및 붕괴와 같은 현상도 있습니다. 비누 거품을 자세히 연구하고 라그랑지안 접근 방식을 사용하려는 경우이를 살펴보십시오. 기억해야 할 Rayleigh-Plesset 방정식에 대한 몇 가지 가정 :

1. Bubble 수명 내내 구형으로 간주됩니다.
2. 버블 벽을 통한 질량 전달은 무시할 수있는 것으로 간주됩니다. 열 전달과 관련하여 다른 많은 정보가 있지만 필요한 간단한 비누 거품 케이스에 충분합니다.

질문에 답하기 위해

비눗 방울이 터지는 동안 어떤 유체 역학 과정이 발생합니까?

기본적으로 외부 (주변) 압력 변화로 인해 기포 내부에서 발생하는 압력 변화입니다. 표면 장력은 조정됩니다. 기포의 팽창 / 축소로 인해 발생하는 반경의 변화에 의해; 비누막이 너무 얇아 질 때까지 압력의 균형을 유지합니다.

댓글

• 좋은 답변입니다. 작은 설명 : 거품이 항상 Rayleigh-Plesset 방정식에 따라 작동하지는 않습니다. ' 이 방정식의 주된 가정이 성립하는 경우에만 그렇게 할 것입니다. 즉, 거품이 구형 인 경우입니다. 작고 제한되지 않은 기포의 경우 이것은 공정한 가정이지만 더 큰 기포 또는 근처 벽의 경우에는 무너집니다.
• @Michiel; 예, 저는 ' Rayleigh-Plesset 방정식에서 매우 중요한 가정을 추가하는 것을 잊었을 것입니다. 이것도 추가하겠습니다.

질문 번호 1 : 비눗 방울이 터지면 검은 색입니다. 왜?

답변 : 비누 방울이 터지면 파괴적인 간섭으로 인해 검게 보입니다. 기포가 터지면

1. 두께는 무시할 수있는 두께, 즉 두께 ≈ 0이되고,
2. 파괴 간섭 조건이 충족됩니다. $$ 2nt = m \ lambda, \ tag1 $$ 여기서 $ n $는 물의 굴절률, $ m $는 어두운 무늬의 차수, $ \ lambda $는 사용 된 빛의 파장이고 $ t $는 필름의 두께. 따라서 $ t = 0 $ 및 $ m = 0 $ 일 때 파괴적인 간섭으로 인해 1 차 다크 프린지를 얻습니다. 따라서 비눗 방울은 얇은 필름처럼 작동하고 터지면 파괴적인 간섭으로 인해 검게 보입니다.

댓글

• 이것은 답변의 시작이지만 몹시 불완전합니다.

슬로우 모션을 살펴보면 비누 방울이 터지는 것을 발견 할 수 있습니다. 연쇄 반응의 경우, 나는 거품 시스템이 환경에 에너지를 방출하여 낮은 에너지 상태에 도달하지 못할 수도 있다고 생각합니다. 따라서 반응은 작은 에너지 방출을 가져 오지만 연쇄 과정으로 더 많은 에너지 방출을 가능하게합니다. 그러면 일반적으로 버블 시스템이 무너집니다.