科學就在身邊的手抄報

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　　爲什麼肥皂泡總先上升後下降

日常生活中，我們常看到一些小朋友吹肥皂泡，一個個小肥皂泡從吸管中飛出，在陽光的照耀下，發出美麗的色彩。此時，小朋友們沉浸在歡樂和幸福之中，我們大人也常希望肥皂泡能飄浮於空中，形成一道美麗的風景。但我們常常是看到肥皂泡開始時上 升，隨後便下降，這是爲什麼呢?

這個過程和現象，我們只要留心想一下，就會發現，它其中包含着豐富的物理知識。在開始的時候，肥皂泡裏是從嘴裏吹出的熱空氣，肥皂膜把它與外界隔開，形成裏外兩個區域，裏面的熱空氣溫度大於外部空氣的溫度。此時，肥皂泡內氣體的密度小於外部空氣的密度，根據阿基米德原理可知，此時肥皂泡受到的浮力大於它受到的重力，因此它會上升。這個過程就跟熱氣球的原理是一樣的。隨着上升過程的開始和時間的推移，肥皂泡內、外氣體發生熱交換，內部氣體溫度下降，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，當重力大於浮力時，肥皂泡就會下降。

　　爲什麼說"響水不開，開水不響"

我們知道，水中能溶有少量空氣，容器壁的表面小空穴中也吸附着空氣，這些小氣泡起氣化核的作用。

水對空氣的溶解度及器壁對空氣的吸附量隨溫度的升高而減少，當水被加熱時，氣泡首先在受熱面的器壁上生成。氣泡生成之後，由於水繼續被加熱，在受熱面附近形成過熱水層，它將不斷地向小氣泡內蒸發水蒸汽， 使泡內的壓強(空氣壓與蒸汽壓之和)不斷增大，結果使氣泡的體積不斷膨脹，氣泡所受的浮力也隨之增大， 當氣泡所受的浮力大於氣泡與壁間的附着力時，氣泡便離開器壁開始上浮。

在沸騰前，窗口裏各水層的溫度不同，受熱面附近水層的溫度較高，水面附近的溫度較低。 氣泡在上升過程中不僅泡內空氣壓強，隨水溫的降低而降低，泡內有一部分水蒸汽凝結成飽和蒸汽， 壓強亦在減小，而外界壓強基本不變，此時，泡外壓強大於內壓強，於是， 上浮的氣泡在上升過程中體積將縮小，當水溫接近沸點時，有大量的氣泡涌現， 接連不斷地上升，並迅速地由大變小，使水劇烈振盪，產生"嗡，嗡"的響聲，這就是"響水不開"的道理。

對水繼續加熱，由於對流和氣泡不斷地將熱能帶至中、上層，使整個溶器的水溫趨於一致。此時，氣泡脫離器壁上浮，其內部的飽和水蒸汽將不會凝結，飽和蒸汽壓趨於一個穩定值。 氣泡在上浮過程中，液體對氣泡的靜壓強隨着水的深度變小而減小，因此氣泡壁所受的外壓強與其內壓強相比也在逐漸減小，氣泡液--氣分界面上的力學平衡遭破壞，氣泡迅速膨脹，加速上浮，直至水面釋出蒸汽和空氣， 水開始沸騰了。也就是人們常說的"水開了"，由於此時氣泡上升至水面破裂，對水的振盪減弱， 幾乎聽不到"嗡嗡聲"，這就是"開水不響"的原因。