零下30°的肥皂泡真的会产生这样的现象吗?为什么结冰的过程中肥皂泡不会破?

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18个答案
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抛块砖, 盼研究表面物理化学的童鞋详细分析

虽然可以搜索到很多肥皂泡结冰的视频, 但有关的专业文献我只找到一篇:
A.V. Grosse, Effect of Temperature on the Life of Soap Bubbles, and Their Solidification at Low Temperature, Science 153, 894-895 (1966)
这篇文章虽然发表在 Science 上, 但只被引了4次 (还有两次是自引), 可见研究这个现象的确实不多. (还是说不值得研究?) 并且这篇文章完全是对实验方法和实验现象的描述, 几乎没有任何对实验结果理论上的解释.

这篇文章用的是碳酸氢钠, 9,10二溴硬脂酸脂和甘油配成的溶液. 文章的主要实验结果有:
1) 在 -20°C 标准大气压下, 肥皂泡按照通常的方式膨胀和收缩.
2) 在 -30°C 时, 通过缓慢地吹入空气, 肥皂泡按通常的方式膨胀.
3) 在 -78°C 到 -80°C 时, 肥皂泡会在3.5个小时后变成了非常粘稠的玻璃态, 若让肥皂泡中的气体从吹气管中放出, 肥皂泡不会塌缩. 同时若进一步向泡中吹气, 气泡也不会再膨胀, 因为肥皂泡表面已经变成多空的.
4) 进一步缓慢降温至 -120°C 肥皂泡完全固化, 其上1/3部分萎缩起皱, 但下部仍十分光滑....

这篇文章说 -78°C时肥皂泡才开始冻结, 而WIki中说 -15°C 时就可以看到肥皂泡落地前冻结了. 即使该文的溶液比较特殊但不知为什么会差这么多.

蒸发是肥皂沫破裂的重要原因之一. 由于肥皂膜中的水会不断蒸发, 所以肥皂膜会变得越来越薄, 当到达临界厚度时肥皂泡即会破裂 (通常是顶部先破, 因为重力作用使顶部比底部薄). 在室温和干燥的环境下, 肥皂泡的寿命通常只有几秒钟. 又因为降低温度可以降低水的蒸发速率, 因此降温确实可以延长肥皂泡的寿命. 这部分解释了为什么液泡没有在冻结的过程中因蒸发而破裂.
但我不清楚液泡凝结过程中固液交接处对肥皂膜的受力平衡有何种影响, 希望相关领域的童鞋进一步解释.

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默识先生化学硕士,美食、烹饪爱好者

2013-03-01 19:13

相当于加个抗冻剂,温度降得太快了之后,过饱和的水从水溶液里析出。溶液还是肥皂水,理论上还是可以维持泡泡。

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没玩过肥皂泡,但是玩过口水泡,确实会结冰而不破

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白桦千眼Dr. rer. nat. (-_-)

2013-03-04 21:12
支持者: trier

其实我也很好奇这个视频。有几个问题:
1,从图片来看,应该是水结晶了,而不是两亲性分子。水变作晶格排列时,不是体积会略有增大吗?是变化的比例太小使肥皂泡依然能稳定,还是说只是视频没拍到最后,等水全结晶后就会破?

2,结晶时,水里的两亲分子会全被赶出来。最后这些两亲分子分布在表面?还是分布在各晶区的界面了?是否这些分子使结晶后的肥皂泡也可稳定存在?或者它们是有利于/不利于稳定?

3,是否只有特定大小的肥皂泡才会这样?准二维的晶体有没有曲率效应?

以上。

有哪位达人能回答?

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支持者: 能整二两

@博物杂志 :低于-15℃、无风的情况下,肥皂泡就会在落地后、甚至未落地前冻冰。图中有一张是冻冰时漏气造成的瘪冰球。想让泡泡落地不破,可以在肥皂水里加白糖,提高泡的粘稠度,这样,泡落在床单之类的地方还能弹起来好几次
http://weibo.com/1195054531/Aq9kwcyGx

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强烈的MV即视感。。。拍出来一定很不错嗯~~~
诶,我是歪楼了么。。。

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应该是表面张力的缘故,请懂的童鞋继续解释

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支持者: 单小鱼威武霸气

—“钻石星尘拳!” 请在前面自行脑补一段冰河的招牌舞蹈动作

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等天气在冷一点的时候我亲自实验之后在告诉你现在才零下18度

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simpleman材料科学与工程专业

2015-01-17 21:57

脑补下结晶就可以了

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小时候来了西伯利亚冷空气,我就跑出去吹肥皂泡,吹出去落在地上,肥皂泡就摔裂了,特别好玩

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支持者: lycii

定量的结果不好说。

定性的说没什么稀奇,高温下玻璃吹出来的玻璃泡多了,一个道理。

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冬天东北冷的时候尿地上的尿溅起泡泡会冻住,吐地上的大黏痰泡泡会冻住,泡泡都不会破,呃,略恶心···

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支持者: Voviriner

很漂亮,世界被包进冰雕内。

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