泡沫世界

在太空授課中，有這么一段視頻：神舟十號上的女航天員王亞平，往水球中吹氣泡。而吹入水球中的氣泡并不像在地球上那樣從水中冒出、破裂，而是慢慢變大、變圓，停留在生成的地方。這是多么神奇的一幕啊！

其實，日常生活中的“泡沫”現象也很神奇：碳酸飲料中的泡沫會噴出來；肥皂的泡沫上會看到絢麗的圖案；啤酒的泡沫會帶來不一樣的風味；潛水員如果上潛太快，身體中也會釋放出來小氣泡……

泡沫如此神奇，下面就讓我們一起進入泡沫的世界吧。

容易被人忽視的固體泡沫

在日常生活中我們可以看見各種各樣的泡沫，比如肥皂泡、發泡奶油、汽水泡沫、啤酒泡沫等。但是，泡沫到底是怎么樣的一個世界呢？

泡沫，是聚在一起的許多小氣泡的總稱。既有像碳酸飲料中的氣泡那樣，被關閉在液體中，也有像肥皂泡那種漂浮在水面上，還有像泡沫滅火器噴出來的那樣，是很多氣泡的集合。

一般來說，單個存在的叫氣泡，氣泡的集合體就是泡沫。人多力量大，對于泡沫來說也是一樣的。因為很多氣泡集合在一起時，比單個氣泡能持續的時間要長。

生活中，其實還有一種泡沫容易被忽視掉，那就是固體泡沫。自然界中的固體泡沫，如海綿、骨頭，還有火山造就的浮石等；人工制造的固體泡沫，比如泡沫塑料和發泡水泥等。又如我們平時吃的面包、蛋糕、發面饅頭，這些食品內部也有很多小氣泡存在呢，所以吃起來才軟軟的。

碳酸飲料中的泡沫

相對于固體泡沫，同學們對碳酸飲料中的泡沫要熟悉得多。

不管是令很多人喜歡的可樂，還是普通的碳酸飲料，只要被輕輕地一搖，就會產生非常多的氣泡。有時在打開瓶蓋的一瞬間，也會噴射出一些泡沫來。

泡沫是怎么藏身在碳酸飲料中的呢？

碳酸飲料中的泡沫，和壓強有關。碳酸飲料瓶里的壓強一般是大氣壓強的好幾倍，這也是為什么你用手去捏裝有可樂的塑料瓶，感覺硬邦邦的原因。在高壓下，會有更多的二氧化碳溶解在液體中。當瓶蓋被開啟后，容器中的壓強突然下降到與大氣壓強一樣。這時，溶解在液體中的二氧化碳就會大量釋放出來，于是產生了許多泡沫。

亨利定律的意思是：某種氣體在溶液中的溶解度與液面上該氣體的平衡壓力成正比。即某種氣體所處的壓強越大，溶于液體的量也會越大，而這種氣體的壓強下降時，它溶于該液體的量也會下降。

氣壓與潛水病

像這種因為氣壓的減小，使液體中的氣體釋放出來的現象，在潛水運動時要特別注意。

潛水員背著氧氣瓶（瓶內的氣體主要是氧氣和氮氣）潛到海底深處，水越深，壓強越大。隨著壓力增大，人體的血液中就會溶入更多的氧氣和氮氣（氮氣是空氣的主要成分）。通常，人體是不需要氮氣的，所以它會隨著呼吸排出體外。但是，如果潛水員急速上浮，體外壓強下降太快時，那么氮氣會從血液中快速釋放出來，這樣就來不及排出體外，而是在血管內會形成大量氣泡。這種氣泡會堵塞血管，使某些器官缺血、心臟無法正常工作，從而對人體產生傷害，嚴重者甚至會死亡。這種情況被稱為潛水病或者減壓癥。為了減少潛水病的風險，潛水員返回水面的速度要嚴格控制，絕不能太快。

太空艙中的氣泡會是什么樣？

如果仔細觀察碳酸飲料或者啤酒中泡沫生成的過程，會看到氣泡首先在瓶底或器壁生成，開始時氣泡都比較小，然后漸漸變大，浮力也一點點增加。隨后它們脫離瓶底和器壁上浮，而且上升的速度越來越快，氣泡也越來越大。這樣從瓶底開始，會出現一串串上升的很美的氣泡。如果瓶口壓強突然減小，或瓶子受到搖擺、撞擊，氣泡將大量生成，最后快速生成泡沫涌出瓶口。如果在太空艙里，泡沫會是什么樣呢？

在太空艙里，沒有重力的作用，在液體中生長的氣泡不會上升，只會就地成長，在容器內變成很大的氣泡。因為氣泡很多很大，如果容器空間裝不下，液體就會帶著氣泡一起溢出來。同學們可以思考一下，這時溢出來的液體會是什么樣的狀態呢？如果宇航員把可樂帶到了太空，會發生什么情況呢？

表面活性劑與氣泡

啤酒的氣泡相比其他碳酸飲料而言是比較穩定的，且豐富而持久。普通飲料生成的氣泡，很快就會消失，而啤酒的氣泡升到液面會越積越多，形成泡沫然后再慢慢消失。

這是因為啤酒是用麥芽發酵生產的，麥芽中含有很多蛋白質，這些蛋白質在啤酒中起到了“表面活性劑”的作用，使啤酒產生的泡沫能比較持久地存在。而泡沫的存在，也讓啤酒的口感更好。

表面活性劑能增大液體的表面張力，使氣泡表面更結實、更穩定、持續時間更長。

洗滌是否一定要有泡沫？

不管是肥皂、洗衣粉還是洗滌劑，都很容易產生泡沫。那么，泡沫和清潔能力之間有什么關系嗎？

洗滌用品中都含有表面活性劑，這是因為要提高去污效果。衣服上最難洗掉的臟物是油污，因為油很難溶于水中，所以如何在水中將油污洗滌下來是去污的關鍵。在這里有3種方法：1.用力揉搓；2.調高水溫使其溶解；3.使用表面活性劑。

一般的情況下，因為油和水是不相溶的，所以第一種方法效果不好，第二種方法有一定效果，但也并不理想；第三種方法最好。這是因為表面活性劑分子上，既有“親水基”又有“疏水基”，就像一根小木棒的兩頭，一頭能浸泡在水里（親水基），一頭能沾滿油污（疏水基）。這樣，就可以把衣物上的油性污漬溶解到泡沫或肥皂水中了。這個效果基本上與泡沫無關。這里的表面活性劑更像是運輸公司，能把油污搬到水里。

氣泡破裂——瞬間的美麗

浮出水面的氣泡，裂開后就會消失。裂開的瞬間，會有微小液滴噴出。這種感受在喝碳酸飲料時會更強烈。我們在吹肥皂泡時，在肥皂泡破開的瞬間，也能感到液滴的濺落。可是氣泡是怎么破裂的呢？如果能有個慢動作回放，那就太棒了。

英國攝影師理查德·希克斯多年來專注拍攝肥皂泡。在他的作品中，我們能欣喜地看到肥皂泡的一生。他經常把倒映在肥皂泡中的景象拍攝得非常漂亮，而光線在氣泡表面折射形成的色彩也絢爛無比。最有技術含量的還是他用一部普通數碼單反相機拍攝出高速相機的效果，將肥皂泡破滅的整個過程都拍攝下來。