背后的物理学冻结泡沫的催眠冰晶舞蹈了

科学家已经发现了物理效应,将冻结肥皂泡变成微小的雪地球仪。

当温度达到远低于肥皂水的冰点,-6.5°C,泡沫冻结令人目眩的显示旋转的冰晶。不同于大体积的水,没有单一的冻结。冰晶形成的泡沫接触到冷的表面,他们迅速向上移动,疯狂地跳舞在表面前减速和合并成一个坚实的冰层。

尽管有许多视频记录这雪花玻璃球效应在当地的寒流,乔纳森Boreyko的团队在美国弗吉尼亚理工大学是第一个研究物理学。研究人员表明,马朗戈尼效应——同样的效果负责其他一些现象就像跳跃的液滴——创建舞蹈冰晶。

马朗戈尼效应是由表面张力的差异引起的,可由溶质梯度,产生化学反应或温度变化——在这种情况下。

当泡沫落定在一个表面上在-18°C -冷如家里冰箱从底部开始凝固。在几毫秒,冻结了马朗戈尼流时释放的潜热,而分离纳米冰晶冻结前,携带他们向上。因为每个冰晶生长它获得自己的潜热领域,创建一个更加混乱的马朗戈尼热流,冰晶开始漩涡周围疯狂才定居下来。23秒后泡沫完全冻结。

然而,雪花玻璃球的效果只能当空气温度是一样的泡沫的表面是休息。泡沫,土地在-20°C的表面在室温实验室仅仅从下到上结冰。虽然研究人员最初观察马朗戈尼热流,泡沫上地区仍过于温暖,任何雪花玻璃球作用被抑制。相反,冻结前慢慢向上移动,但不会达到顶部。泡沫仍部分冻结,直到10分钟后,液体会变干和崩溃。