張洪鳴
在日常生活中,我們經(jīng)常看到小朋友吹肥皂泡,一個個小肥皂泡從吸管中飛出,在陽光的照耀下,發(fā)出美麗的色彩。
肥皂泡開始時上升,隨后便下降。對這個過程和現(xiàn)象,我們只要用心想一下,就會發(fā)現(xiàn),其中包含著豐富的物理知識。
在開始的時候,肥皂泡里的空氣是從嘴里吹出的熱空氣,肥皂膜把它與外界隔開,形成里外兩個區(qū)域,里面的熱空氣溫度大于外部空氣的溫度。此時,肥皂泡內(nèi)氣體的密度小于外部空氣的密度,根據(jù)阿基米德原理可知,此時肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此,肥皂泡會上升。這個過程就跟熱氣球的原理是一樣的。
隨著肥皂泡上升過程的開始和時間的推移,肥皂泡內(nèi)外氣體發(fā)生熱交換,內(nèi)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(dāng)重力大于浮力時,肥皂泡就會下降。