肥皂泡破碎瞬間溫度超20000℃,遠超太陽表面,為何毫無感覺?

2021-01-15 騰訊網

吹泡泡是小孩子們都喜歡的活動，每逢節假日，廣場樂園內總少不了小孩子吹泡泡和打泡泡的身影。不過你可能難以想像，如此輕盈的一個肥皂泡，在破碎的一瞬間溫度可以超過20000℃，要知道太陽表面溫度尚且5000℃，這基本上已經達到了太陽表面溫度的4倍。

有的小夥伴可能會疑惑，既然肥皂泡破碎溫度這麼高，自己平時很喜歡拍泡泡，手為什麼沒事？泡泡爆炸都兩萬度了，那洗個澡不得炸了？

的確，這違背常識。一個泡泡真的會產生這麼高的溫度嗎？

首先我們要知道，「溫度」其實並不是我們平時所理解的「冷、熱」，微觀上來講溫度是物體分子熱運動的劇烈程度，是物體分子運動平均動能的標誌，通俗點講就是分子運動的快慢。我們所說的「冷」和「熱」只是人體溫度感受器對於分子熱運動的直觀感受。

所以說，肥皂泡能達到20000℃僅代表其破碎時分子運動速度更快而已。不過為什麼構成肥皂泡的分子能產生如此高的速度呢？

太陽我們都知道，它是一枚標準的恆星，其熱量來源於恆星核心的熱核反應。核聚變不斷放出光和熱，賦予粒子極高的能量，促使粒子高速運動。熱核反應每秒鐘可以釋放幾十億枚核彈的能量，其核心溫度高達1500萬℃，能量之大溫度之高足以讓遠離核心696300千米的太陽表面維持5500℃的高溫，沒有物質能夠在如此高溫下維持固態。

而肥皂泡則不同，其破碎時產生的高溫直接來源於人吹泡泡時對泡泡水做的功（即人出的力）。肥皂泡之所以能夠撐起表面稀薄的肥皂水，形成一個圓球，主要是因為其內部氣壓壓強比外部壓強高，就跟吹了氣的氣球一樣。

而肥皂泡的穩定存在依賴於表面的張力，即表面能。一旦肥皂泡被破壞，張力平衡會被瞬間打破，內部的高壓強會在瞬間找到「洩氣」的地方，噴薄而出的空氣會阻止肥皂泡張力恢復穩定，因此肥皂泡就此解體。

而在解體過程中，肥皂泡原先用以維持張力的表面能會轉換成分子動能，雖然總能量不大，但是由於分子密度高，且數量少，也足以將分子轉化成高能粒子，使得溫度瞬間升高到20000攝氏度。而維持肥皂泡的表面能則是在人吹泡泡的時候發力賦予的。

肥皂泡在破碎時會因為能級高而發光，發光時間約為100皮秒，即一萬億分之一秒。也就是說，肥皂泡在破碎時，其能級最高點僅能維持一萬億分之一秒。如此短的時間根本無法對人體造成任何傷害，而且肥皂泡重量很輕，粒子數量也少，破裂時向四處擴散，打擊到人體的粒子數量也少，因此人類根本不會有任何「熱」的感覺。

由於持續時間實在太短，其破碎時升高的溫度僅能通過精密儀器捕捉其發出的光來間接計算得出。

微觀世界是多麼的奇妙啊。對此，你怎麼看呢？

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