Почему пузыри издают звук?

Я понимаю, как работают пузыри. Они инкапсулируют воздух (или другие жидкости) в мембрану, образованную поверхностным натяжением. Когда они хлопают, часто раздается звук. Звук — это тип энергии, точнее кинетическая, которая обычно возникает в результате столкновений. Когда пузырь лопается, я бы предположил, что звук означает, что воздух вырывается из-за изменения давления. Почему меняется давление? Я бы не ожидал, что пузырь будет оказывать достаточное давление, чтобы сжать воздух. Если звук вызван тем, что воздух теперь может перемещаться в остальную часть комнаты из-за броуновского движения, то почему я не слышу движения воздуха в неподвижной комнате?

Я думаю, если бы вы могли найти замедленную съемку (со звуком!) лопающихся пузырей, это могло бы быть интересно. Я подозреваю, что причина не в воздухе, а в натяжении водяной пленки. Бьюсь об заклад, это звук либо «разрывающейся» пленки, либо звука напряжения, ускоряющего движение воды вместе в конце, где она «хлопает» вместе. Мне не удалось найти хороший звук для лопающихся пузырей, чтобы посмотреть, свидетельствует ли он за или против какой-либо из этих идей.
вы можете создавать свои собственные хлопки ртом и чувствовать, какое давление действительно необходимо для создания слышимого хлопка
Я бы подумал (основываясь на том, как я произношу этот звук), что это включает в себя дальнейший выдох, после исследования вы, похоже, правы. (@ratchetfreak)

Ответы (4)

Давление воздуха внутри (неповрежденного) пузыря больше, чем в окружающей среде. Эта разница давлений называется давлением Лапласа и вызвана поверхностным натяжением между мыльной пленкой и воздухом. Когда пузырь лопается, сжатый воздух расширяется, создавая волну давления, которую вы в конечном итоге слышите как типичный хлопающий звук.

Привет, Дэвид Цвикер, и добро пожаловать в Physics.SE! Обычно нам нравится, чтобы наши ответы были немного более автономными или, по крайней мере, содержали ссылки на некоторые полезные ресурсы. Я считаю, что ваш ответ может быть даже правильным, но мне очень трудно судить об этом из того, что вы написали. Например, почему давление внутри пузыря разное?
Я добавил ссылку на Википедию, которая объясняет давление Лапласа намного лучше, чем я когда-либо мог.
Есть ли интуиция, которую я могу получить, почему давление больше внутри? Я бы предположил сам факт, что он содержится в самом пузыре, верно? Отправляемся искать волну давления. Спасибо.
Не потому ли, что силы сцепления относительно более сильны в меньших масштабах, поэтому только маленькие пузырьки могут выдержать градиент давления, но в более крупных они немедленно лопнут?
То, как я думаю об этом с точки зрения интуиции, заключается в том, что пузырьки хотят быть маленькими, поверхностное натяжение стягивает все части вместе. Это означает, что на этой поверхности внешнее давление воздуха выталкивает внутрь, внутреннее давление воздуха выталкивает наружу, а поверхностное натяжение вдавливает внутрь. Таким образом, давление воздуха внутри должно быть больше, чтобы сбалансировать это поверхностное натяжение.
@ Крис, я собирался сказать это. Но я думал. Мы знаем, что давление внутри должно быть выше по природе пузыря. Есть ли какие-либо указания на то, как он стал выше?
@Cruncher: Это будет зависеть от того, как образовался пузырь. В случае мыльных пузырей, образующихся при надувании пленки, то, говоря простым языком, выдувание представляет собой приложение силы, которая сжимает воздух (немного), в то время как пленка выгибается. Когда он схлопывается в пузырь, сжатый воздух остается в пузыре, что приводит к более высокому давлению. Используйте воздушный шар в качестве аналогии, и в некоторых отношениях он может быть более очевидным (до тех пор, пока вы принимаете аналогию).
Хорошо, это обсуждение немного вышло из-под контроля, поэтому я решил опубликовать вопросы и ответы о том, почему давление внутри пузыря больше, чем снаружи: physics.stackexchange.com/q/127695/45640

На этой странице указано давление внутри мыльного пузыря как 4 γ р , куда γ поверхностное натяжение, о 25  дина / см  для мыльной воды и р это радиус пузыря. За р знак равно 1 см, тогда давление 100  дина / см 2 знак равно 10  Па . Это высвобождается, когда пузырь лопается. С такой атмосферой вроде не очень. 101 кПа но это не займет много времени.

Поверхность, образованная пузырьком, такова, что его энергия минимальна. Поскольку увеличение границы раздела между жидкостью и воздухом увеличивает его энергию за счет поверхностного натяжения, пузырек стремится уменьшить свой радиус, а это означает, что давление внутри него должно быть выше, чем давление снаружи, и, следуя этим рассуждениям, вы также можете получить количественную результат, связывающий эту разность давлений с главными кривизнами поверхности раздела (уравнение Лапласа). Поскольку давление внутри пузыря выше, если пузырь лопнет, будет распространяться энергия в виде звука.

Кавитация – это образование пузырьков в жидкости при приложении достаточно сильного отрицательного давления. Точка в жидкости испытывает «отрицательное давление», если локальное давление падает ниже среднего давления в жидкости. Это может произойти, когда вода в трубе имеет очень крутой поворот, возле гребных винтов кораблей и подводных лодок, при наличии звука высокой интенсивности (можно представить звук как колебание давления).

В кавитаторе звук разрывает воду, оставляя пузырь газа, который возникает из-за избыточного давления внутри, поэтому маленькие пузырьки имеют тенденцию лопаться с большим звуком (большим давлением).

Итак, мысль в том, что звук вызывает хлопки? Я больше думал о мыльных пузырях, выдуваемых из банки (палочкой). Так будет ли в этом случае мое дуновение по начальному звуку?
Почему пузыри издают звук?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v