张洪鸣
在日常生活中,我们经常看到小朋友吹肥皂泡,一个个小肥皂泡从吸管中飞出,在阳光的照耀下,发出美丽的色彩。
肥皂泡开始时上升,随后便下降。对这个过程和现象,我们只要用心想一下,就会发现,其中包含着丰富的物理知识。
在开始的时候,肥皂泡里的空气是从嘴里吹出的热空气,肥皂膜把它与外界隔开,形成里外两个区域,里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时,肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度,根据阿基米德原理可知,此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此,肥皂泡会上升。这个过程就跟热气球的原理是一样的。
随着肥皂泡上升过程的开始和时间的推移,肥皂泡内外气体发生热交换,内部气体温度下降,因热胀冷缩,肥皂泡体积逐步减小,它受到的外界空气的浮力也会逐步變小,而其受到的重力不变,这样,当重力大于浮力时,肥皂泡就会下降。