چرا حباب ها می ترکند؟

۱۰ تیر ۱۴۰۱ 0 عمومی
چرا حباب ها می ترکند؟
همه ما حباب‌ها را دوست داریم.  ما دوست داریم  آنها را منفجر کنیم، آنها را بکوبیم و ...حباب ها فقط برای سرگرمی نیستند. آنها  همانند دایره های کوچک پر ترد در نوشابه ها و آب گازدار ما هستندحتی این حبابهای کوچک را  برخی از پزشکان  در حیطه تشخیصی خود استفاده می کنند. این جباب ها چه برای سرگرمی و چه برای مطالعه علمی، دانشمندان تحقیقات بسیاری انجام داده اند چرا حباب ها می ترکند.
برای سال‌های متمادی اعتقاد بر این بود که حباب‌ها به دلیل گرانش می‌ترکند. هنگامی که یک سوراخ در حباب ایجاد می شود، سوراخ به مرور زمان منبسط می شود و حباب فرو می ریزد. از آنجایی که حفره به همان سرعتی که حباب در حال کوچک شدن بود و  رشد نمی کرد، دانشمندان آن را تا گرانش افزایش دادند.
مطالعات دیگر نشان می دهد که کشش سطحی، نه گرانش، در نهایت منجر به نابودی حباب می شود. فشار داخل حباب بیشتر از فشار بیرون حباب است. هنگامی که یک سوراخ در حباب ایجاد می شود، فشار یکسان می شود. از آنجا که کشش سطحی همیشه می خواهد سطح مولکول های خود را به حداقل برساند، حباب منقبض و صاف می شود. دو طرف و پایه یک حباب  همیشه ضخیم‌تر از قسمت بالایی  حباب است، بنابراین وقتی حباب فرو می‌ریزد، قسمت بالایی آن سریع‌تر فرو می‌رود، به همین دلیل به نظر می‌رسد که گرانش حباب را مجبور به فروپاشی می‌کند.
برای درک اینکه چرا حباب‌ها شکل می‌گیرند – و چرا می‌پرند  می توانیم تعریفی از کشش سطحی داشته باشیم.کشش سطحی تمایل مولکول های روی سطح مایع (آنهایی که نزدیک به هوا هستند) برای ایجاد پیوندهای قوی تر است. آب به تنهایی نمی تواند حباب ها را حفظ کند. شما به چیز دیگری نیاز دارید - مانند صابون. مولکول های صابون دارای یک زنجیره هیدروکربنی طولانی هستند. یک قسمت از زنجیره واقعا آب را دوست دارد (هیدروفیلی)، اما طرف دیگر آب را دفع می کند (هیدروفوبیا).

مولکول هایی که آب را دوست ندارند، از کنار مولکول های آب عبور می کنند و انتهای آبگریز کوچک خود را از آب بیرون می زنند. انتهایی که مانند آب است در جای خود می مانند. اتفاقی که می افتد این است که مولکول های صابون یک ساندویچ در اطراف مولکول های آب ایجاد می کنند. این ساندویچ چیزی است که یک لایه صابونی ایجاد می کند و در نتیجه کشش سطحی مایع را ضعیف می کند. از آنجایی که فیلم توسط مولکول‌های صابون که بین مولکول‌های آب فشرده می‌شوند، تولید می‌شود، فیلم الاستیک است. هنگامی که هوا را در آب صابون می دمید، در داخل لایه چربی که به اندازه کافی کششی است که هوا را در بر می گیرد، محبوس می شود و بنابراین - حدس زدید - یک حباب تشکیل می شود!
دو دلیل اصلی برای ایجاد حباب وجود دارد. اول، به این دلیل که همانطور که در بالا ذکر کردیم، پوک می شود. هنگامی که یک حباب ایجاد می شود، یک سوراخ ایجاد می شود و کشش سطحی باعث می شود که مولکول ها به سرعت منقبض شوند که حباب صاف یا می ترکد و آب به صورت قطرات ریز از آن خارج می شود.
دلیل دوم ترکیدن حباب این است که آب آن تبخیر می شود. از آنجایی که لایه اطراف حباب ها حاوی آب است، به مرور زمان تبخیر می شود. فرض کنید یک حباب موفق شود از ترکیدن رهایی یابد.در نهایت پس از تبخیر آب، به گاز تبدیل می‌شود و پیوندهای مولکولی که کشش سطحی را ایجاد می‌کنند، می‌شکند. هر چه محلول ویسکوزتر باشد، مدت زمان بیشتری طول می کشد تا آب تبخیر شود. همچنین هنگامی که دمای هوا بالاتر است، آب سریع‌تر تبخیر می‌شود، بنابراین حباب‌ها در روزهای گرم سریع‌تر از روزهای سردتر می‌ترکند