Succede qualcosa di strano quando si forma una nuova bolla

Bolle e bolle sono intorno a noi. Sembrano abbastanza ordinari, ma in realtà sono cose piuttosto interessanti e spesso sono stabili solo per pochi secondi prima di esplodere. Ora sembra che stia succedendo qualcosa di strano con la temperatura attorno alle bolle.

La sottile parete della bolla è molto più fredda dell’ambiente immediatamente dopo la formazione della bolla. Le bolle si trovano nelle bibite, nella lavastoviglie, nelle onde selvagge del mare, nella saliva tra i denti e, naturalmente, puoi anche fare grandi bolle di sapone usando giochi di bolle e macchine. Vale la pena indagare sulle proprietà chimiche e fisiche delle bolle in una varietà di scenari, che è esattamente ciò che rappresenta un team di un’università parigina. L’ho fatto.

Si sono imbattuti accidentalmente in un interessante fenomeno fisico che circonda una bolla di sapone: la pellicola, spessa solo pochi nanometri, in alcuni casi è fino a 8 gradi Celsius più fredda dell’ambiente circostante, a seconda del tempo trascorso, dell’umidità e della quantità di glicerina nella miscela di schiuma di sapone. Questi dati possono essere utili, tra l’altro, nella stima dei processi industriali, dove la stabilità delle bolle è di vitale importanza.

Sapone nanofilm
Il team ha studiato in che modo i cambiamenti di temperatura possono causare l’assottigliamento, l’ispessimento e l’evaporazione dello strato liquido ed è giunto alla sorprendente conclusione che la differenza di temperatura è particolarmente significativa subito dopo la formazione delle bolle. “Mentre questo effetto è stato toccato in precedenza negli studi sull’evaporazione delle goccioline, l’importanza dell’evaporazione indotta dal raffreddamento, a nostra conoscenza, non è stata menzionata nella letteratura sulle pareti di bolle e sulla schiuma di sapone”, hanno scritto i ricercatori nel loro articolo pubblicato di recente. .

8 gradi più freddi
Per saperne di più su queste bolle, pareti e schiume, che sono essenzialmente bolle d’aria, i ricercatori hanno messo insieme diverse miscele composte da detersivo per i piatti, acqua e glicerina in proporzioni variabili. Hanno soffiato e analizzato una grande quantità di bolle di sapone a diverse temperature e umidità. C’erano chiare differenze nell’età media e nel tasso di evaporazione. È diventato davvero interessante solo quando gli scienziati hanno scoperto che la temperatura delle pareti delle bolle era inferiore alla temperatura dell’ambiente. In alcuni casi, la differenza di temperatura tra la pellicola di sapone e l’aria circostante raggiungeva gli 8 °C. Questo non è mai stato osservato prima e i ricercatori in realtà non l’hanno cercato affatto.

Utile nell’industria
“Sperimentalmente, abbiamo osservato che la temperatura prima diminuisce e poi aumenta fino a raggiungere nuovamente la temperatura ambiente”, ha scritto il team di ricerca. L’entità dell’effetto di raffreddamento dipende sia dall’umidità relativa che dalla concentrazione di glicerolo al momento della formazione delle bolle. Più bassi sono i valori di questi due parametri, maggiore è la differenza di temperatura.

Un modo in cui i risultati di questa ricerca potrebbero essere utili è controllare meglio la stabilità delle bolle nei processi industriali. Le differenze di temperatura tra le pareti delle bolle e il mondo esterno influiscono sul processo chimico e pertanto devono essere incluse nei calcoli. La tensione superficiale e la viscosità (viscosità) della parete della bolla cambiano, specialmente nel periodo iniziale dopo la formazione della bolla, a causa di questo fenomeno. Sembra anche che la pellicola di sapone non abbia la stessa temperatura ovunque.

Ottimo effetto rinfrescante
Tuttavia, questo è solo il primo studio che esamina seriamente questo aspetto e, secondo gli autori, sono necessarie ulteriori ricerche prima di poter comprendere le ragioni esatte della differenza di temperatura e l’influenza delle diverse variabili. “Abbiamo creato un modello che descrive la caduta di temperatura delle pareti delle bolle dal momento della formazione. Questo modello è coerente con i risultati dei nostri esperimenti”, hanno scritto i ricercatori. “Sottolineiamo che questo effetto di raffreddamento è significativo e dovrebbe essere attentamente considerato negli studi futuri sulla dinamica del muro di bolle”.