Температура пленки мыльных пузырей оказалась ниже, чем окружающего воздуха

Заполненные газом пузырьки — не просто детское развлечение. Они возникают за счет действия поверхностно-активных веществ (ПАВ), применяются в горно-обогатительной промышленности и в целом играют большую роль в нашей жизни. Есть даже идеи использовать их для опыления растений. Поэтому ученые прилагают немало сил для того, чтобы лучше разобраться в поведении пузырьков и точнее их контролировать. Этому посвящена и новая статья физиков из французского Университета Париж-Сакле, опубликованная в журнале Physical Review Letters.

Эммануэль Рио (Emmanuelle Rio) с соавторами изучали механизмы, определяющие стабильность воздушных пузырьков, полученных с использованием обычной воды, мыла и глицерина. Ученые варьировали различные параметры среды — температуру, влажность, концентрацию ПАВ и глицерина, — отслеживая, как те влияют на поведение пузырьков. В частности, они использовали термометр, который позволял измерять температуру образующей пузырьки пленки. Чувствительный инструмент показал, что она может опускаться намного ниже температуры окружающего воздуха.

Причины этого вполне очевидны. Влага с поверхности пузырьков быстро испаряется, а испарение — процесс эндотермический, идущий с поглощением тепла. Именно оно позволяет нашему телу охлаждаться в жару, испаряя пот с поверхности кожи. Однако до сих пор этот нюанс ускользал от внимания исследователей. Новые эксперименты показали, что за счет испарения поверхность пузырьков может быть на несколько градусов холоднее окружающего воздуха.

Степень охлаждения пленки зависит от интенсивности испарения, которая, в свою очередь, определяется целым рядом параметров среды. В частности, глицерин, повышающий стабильность пузырьков, замедлял их испарение и ослаблял охлаждение. Но при оптимальных условиях разница в температуре могла достигать довольно впечатляющих величин, вплоть до 8 °C. Находка французских физиков позволит точнее предсказывать поведение пузырьков и лучше его контролировать.