日常生活中,我们经常看到一些小朋友吹肥皂泡。一个个小肥皂泡从吸管中飞出,在阳光的照耀下,形成一道亮丽的风景。但是通过仔细观察,我们会发现:肥皂泡开始时上升,随后才下降,这是什么原因呢?
其实这里面包含着丰富的物理知识。在开始的时候,肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气,肥皂膜把它和外界隔开,形成内外两个区域,里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时,肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度。根据阿基米德原理我们可以知道,此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,所以它会上升。这个过程和热气球的原理是一样的。
在上升过程中,随着时间的推移,肥皂泡内、外气体发生热交换,内部气体温度下降,因为热胀冷缩,肥皂泡体积逐渐变小,它受到的外界空气的浮力也会逐渐变小,而它受到的重力却没有发生变化,这样,当重力大于浮力时,肥皂泡就会下降。