
【机】 bubbling of gas through liquid
challenge; check; commander in chief; general; shall; will; would
gas
【化】 gas
【医】 gas; pneuma-; pneumato-
【医】 physalis
blow; boast; puff
【化】 blower
across; cross; excessive; over; pass; spend; through
【医】 per-
fluid; liquid; liquor; wet
【化】 liquid
【医】 Fl.; fld.; Fluid; liquid
从汉英词典角度解析"将气体成泡吹过液体",该短语描述的是通过物理手段使气体以气泡形式穿透液体介质的动态过程。该定义包含两层核心机制:第一,气体需经装置(如鼓泡器)分散为独立气泡;第二,气泡需克服液体表面张力实现持续运动。此现象在《现代汉语词典》中被归类为流体力学基础概念,对应英文术语"bubbling a gas through a liquid"(来源:商务印书馆《现代汉语词典》第7版)。
该过程涉及两个关键物理参数:气泡直径受斯托克斯定律(Stokes' law)影响,公式为: $$ v = frac{2}{9}frac{(rho_p - rho_f)gr}{mu} $$ 其中v为气泡上升终极速度,ρ为密度,g为重力加速度,r为气泡半径,μ为液体黏度。气泡稳定性则由拉普拉斯方程(Laplace equation)决定,描述压力差与表面张力的关系(来源:《牛津化学与化工词典》)。
工业应用中,该技术广泛用于废水处理的气浮工艺和化工反应器的气液传质过程。美国化学工程师协会(AIChE)研究显示,优化气泡尺寸可提升氧气传质效率达40%(来源:AIChE官网气液反应技术白皮书)。在生物工程领域,哈佛大学团队通过微流控技术实现了纳米级气泡的精准控制,相关成果发表于《自然·生物技术》(来源:Nature Biotechnology 2023年刊)。
吹泡泡或气泡形成的原理主要涉及液体表面张力、气体压力及气体在液体中的物理行为。以下是具体解释:
液体表面分子因内部分子吸引力大于气体分子的吸引力,会形成向内收缩的力,即表面张力。当气体被吹入液体时,表面张力使液体薄膜收缩成球形(表面积最小的形状),从而形成气泡。
吹气时,气体在液体内部形成压力,当气体压力超过液体表面张力和外界压力(如大气压)时,气体突破液面形成气泡。气泡的稳定性取决于内外压力差:压力差越小,气泡越不易破裂。
若气体难溶于液体(如氧气在水中),会以气泡形式逸出;若气体部分溶解,则可能形成混合气泡(如氢气和空气混合物)。
通过观察气泡的形态、大小及运动,可研究液体物理特性(如黏度、表面张力),这类实验常用于基础物理教学或流体力学研究。
气体吹入液体形成气泡的本质是表面张力与气体压力的动态平衡,同时受气体溶解度、液体性质等因素影响。
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