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汽水中的氣泡

  1. 為什麼打開汽水瓶時會有嘶嘶聲?

     

     

  2. 為什麼會有氣泡?

     

     

  3. 如果你細心地觀察一杯汽水,便會發現氣泡似乎從一些特定點位釋放出來。為什麼呢?

     

     

  4. 除了上述位置,氣泡不會在其他地方形成。為什麼呢?

     

     

  5. 除此之外,我可以在什麼地方看到成核現象?

     

     

  6. 請仔細觀察一杯汽水,所有氣泡都是同樣大小嗎?它們的分隔距離是否一樣?

     

撰文:李本瀅


  1. 為什麼打開汽水瓶時會有嘶嘶聲?

    汽水含有已溶解的二氧化碳。汽水瓶頂的空間亦充滿二氧化碳,其氣壓是大氣壓力的兩倍以上。當氣體被釋放時便會發出嘶嘶聲。

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  2. 為什麼會有氣泡?

    當汽水瓶被打開時,其內部的氣壓便會減低。溶解在液體內的二氧化碳會轉化為氣體,形成氣泡。

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  3. 如果你細心地觀察一杯汽水,便會發現氣泡似乎從一些特定點位釋放出來。為什麼呢?

    那些特定點位可能是(一)玻璃杯上的小裂縫,或(二)玻璃杯邊或飲品內有雜質。它們通常會是一些凹坑或裂縫,分佈於多個位置(稱為成核位置),氣泡容易形成。

    氣泡
    (請按此放大圖片)

     

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  4. 除了上述位置,氣泡不會在其他地方形成。為什麼呢?

    氣泡是氣體受液體包圍,所以有一表層分隔氣體和液體,而這表層需要能量才會形成(記得肥皂泡實驗時所學的「表面能量」嗎?)。例如,你折斷一枝粉筆便會產生出兩張新表層。這需要能量,雖然所需的能量並不多。成核位置有助氣泡形成。

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  5. 除此之外,我可以在什麼地方看到成核現象?

    在雲裏。除非大氣中存在灰塵或微粒,一般不會形成雲。雲就像汽水中的氣泡,但情況相反。雲是由空氣中的小水滴匯聚而成,而氣泡則是液體中形成的小氣團。水滴和氣泡均需要成核位置才可形成。

    你也可在實驗室的雲室裏觀看到此現象。當α粒子、β粒子或γ射線等電離輻射通過雲室,水滴便會圍繞著離子(作為成核中心)形成。雲室是用於研究放射活動的。

    你想到其他成核過程的例子嗎?你可以把想法電郵致train1@hko.gov.hk給我們。

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  6. 請仔細觀察一杯汽水,所有氣泡都是同樣大小嗎?它們的分隔距離是否一樣?

    不是。你很容易看到它們大小不一,分隔距離也不是不變。你可以看到氣泡之間的距離,從形成點起便穩定地增長,而氣泡也會上升時變大。你能解釋這些現象嗎?寫給我們吧(電郵:train1@hko.gov.hk)。

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練習:把一些鹽灑進汽水裏,會出現什麼情況?這現象與上述的討論有何關係?

參考: Bohren, C.F., 1987, “Clouds in a glass of beer”, Dover Publications Inc.】

最近修訂日期: <2014年4月1日>