
【機】 bubbling of gas through liquid
challenge; check; commander in chief; general; shall; will; would
gas
【化】 gas
【醫】 gas; pneuma-; pneumato-
【醫】 physalis
blow; boast; puff
【化】 blower
across; cross; excessive; over; pass; spend; through
【醫】 per-
fluid; liquid; liquor; wet
【化】 liquid
【醫】 Fl.; fld.; Fluid; liquid
從漢英詞典角度解析"将氣體成泡吹過液體",該短語描述的是通過物理手段使氣體以氣泡形式穿透液體介質的動态過程。該定義包含兩層核心機制:第一,氣體需經裝置(如鼓泡器)分散為獨立氣泡;第二,氣泡需克服液體表面張力實現持續運動。此現象在《現代漢語詞典》中被歸類為流體力學基礎概念,對應英文術語"bubbling a gas through a liquid"(來源:商務印書館《現代漢語詞典》第7版)。
該過程涉及兩個關鍵物理參數:氣泡直徑受斯托克斯定律(Stokes' law)影響,公式為: $$ v = frac{2}{9}frac{(rho_p - rho_f)gr}{mu} $$ 其中v為氣泡上升終極速度,ρ為密度,g為重力加速度,r為氣泡半徑,μ為液體黏度。氣泡穩定性則由拉普拉斯方程(Laplace equation)決定,描述壓力差與表面張力的關系(來源:《牛津化學與化工詞典》)。
工業應用中,該技術廣泛用于廢水處理的氣浮工藝和化工反應器的氣液傳質過程。美國化學工程師協會(AIChE)研究顯示,優化氣泡尺寸可提升氧氣傳質效率達40%(來源:AIChE官網氣液反應技術白皮書)。在生物工程領域,哈佛大學團隊通過微流控技術實現了納米級氣泡的精準控制,相關成果發表于《自然·生物技術》(來源:Nature Biotechnology 2023年刊)。
吹泡泡或氣泡形成的原理主要涉及液體表面張力、氣體壓力及氣體在液體中的物理行為。以下是具體解釋:
液體表面分子因内部分子吸引力大于氣體分子的吸引力,會形成向内收縮的力,即表面張力。當氣體被吹入液體時,表面張力使液體薄膜收縮成球形(表面積最小的形狀),從而形成氣泡。
吹氣時,氣體在液體内部形成壓力,當氣體壓力超過液體表面張力和外界壓力(如大氣壓)時,氣體突破液面形成氣泡。氣泡的穩定性取決于内外壓力差:壓力差越小,氣泡越不易破裂。
若氣體難溶于液體(如氧氣在水中),會以氣泡形式逸出;若氣體部分溶解,則可能形成混合氣泡(如氫氣和空氣混合物)。
通過觀察氣泡的形态、大小及運動,可研究液體物理特性(如黏度、表面張力),這類實驗常用于基礎物理教學或流體力學研究。
氣體吹入液體形成氣泡的本質是表面張力與氣體壓力的動态平衡,同時受氣體溶解度、液體性質等因素影響。
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