¿Por qué las burbujas hacen un sonido?

Entiendo cómo funcionan las burbujas. Encapsulan aire (u otros fluidos) en una membrana provocada por la tensión superficial. Cuando explotan, a menudo hay un sonido. El sonido es un tipo de energía, cinética para ser precisos, que generalmente se produce a partir de colisiones. Cuando revienta una burbuja, supongo que un sonido implica que el aire sale rápidamente debido a un cambio de presión. ¿Por qué hay un cambio de presión? No esperaría que la burbuja ejerza suficiente presión para comprimir el aire. Si el sonido es causado por el aire que ahora puede moverse hacia el resto de la habitación debido al movimiento browniano, ¿por qué no escucharía el aire moviéndose en una habitación tranquila?

Creo que si pudieras encontrar algo en cámara lenta (¡con audio!) de una burbuja estallando, podría ser interesante. Sospecho que el aire no es la causa sino la tensión en la película de agua. Apuesto a que el sonido es de la película "rasgándose" o de la tensión acelerando el agua al final donde "aplaude". No pude encontrar un buen audio para el estallido de una burbuja para ver si daba evidencia a favor o en contra de alguna de estas ideas.
puedes crear tus propios pops con tu boca y sentir cuánta presión se necesita realmente para crear un pop audible
Pensaría (basado en cómo hago ese sonido) que implica una mayor exhalación, después del examen, parece correcto. (@ratchetfreak)

Respuestas (4)

La presión del aire dentro de la burbuja (intacta) es mayor que en el entorno. Esta diferencia de presión se llama presión de Laplace y es causada por la tensión superficial entre la película de jabón y el aire. Cuando la burbuja revienta, el aire comprimido se expande, creando así una onda de presión, que finalmente se escucha como el típico sonido de estallido.

¡Hola, David Zwicker, y bienvenido a Physics.SE! Por lo general, nos gusta que nuestras respuestas sean un poco más independientes, o al menos que se vinculen a algunos recursos útiles. Creo que su respuesta podría incluso ser correcta, pero es muy difícil para mí juzgar eso por lo que ha escrito. Por ejemplo, ¿por qué la presión dentro de la burbuja es diferente?
Agregué un enlace a Wikipedia, que explica la presión de Laplace mucho mejor que yo.
¿Puedo intuir por qué la presión es mayor en el interior? Asumiría el hecho mismo de que está contenido en la propia burbuja, ¿verdad? Salir a buscar una onda de presión. Gracias.
¿Es porque las fuerzas de cohesión son relativamente más poderosas en escalas más pequeñas, por lo que solo las burbujas pequeñas pueden soportar el gradiente de presión, pero en las más grandes estallarían de inmediato?
La forma en que lo veo desde el punto de vista de la intuición es que las burbujas quieren ser pequeñas, la tensión superficial une todas las partes. Esto significa que en esa superficie está la presión del aire exterior empujando hacia adentro, la presión del aire interior empujando hacia afuera y la tensión superficial empujando hacia adentro. Por lo tanto, la presión del aire debe ser mayor en el interior para equilibrar esa tensión superficial.
@Chris Iba a decir esto. Pero estaba pensando. Sabemos que la presión interior tiene que ser mayor, por la naturaleza de la burbuja. Sin embargo, ¿hay alguna indicación de cómo subió más?
@Cruncher: Eso dependería de cómo se formó la burbuja. En el caso de las pompas de jabón creadas al soplar sobre una película, en términos generales, el soplado aplica una fuerza que comprime el aire (un poco) mientras hace que la película se deforme. Cuando se rompe en una burbuja, el aire comprimido permanece en la burbuja, por lo tanto, a una presión más alta. Use un globo como analogía y podría ser más obvio en algunos aspectos (siempre y cuando acepte la analogía).
Muy bien, esta discusión se salió un poco de control, así que decidí publicar una sesión de preguntas y respuestas sobre por qué la presión dentro de una burbuja es mayor que afuera: physics.stackexchange.com/q/127695/45640

Esta página cita la presión dentro de una pompa de jabón como 4 γ R , dónde γ es la tensión superficial, sobre 25  dina / cm  para agua jabonosa, y R es el radio de la burbuja. Para R = 1 cm, la presión es entonces 100  dina / cm 2 = 10  Pensilvania . Esto se libera cuando la burbuja revienta. No parece mucho con la atmósfera siendo 101 kPa pero no se necesita mucho.

La superficie formada por la burbuja es tal que su energía se minimiza. Dado que al aumentar la interfaz entre un líquido y el aire aumenta su energía debido a la tensión superficial, la burbuja tiende a reducir su radio, lo que implica que la presión en su interior debe ser mayor que la presión en el exterior, y siguiendo este razonamiento también se puede obtener una cuantitativa resultado que relaciona esta diferencia de presiones con las curvaturas principales de la interfase (ecuación de Laplace). Dado que la presión es mayor dentro de la burbuja, si la burbuja estalla, se propagará energía en forma de sonido.

La cavitación es la formación de burbujas en un líquido cuando se aplica una presión negativa lo suficientemente fuerte. Un punto en el líquido experimenta una "presión negativa" si la presión local cae por debajo de la presión promedio en el líquido. Esto puede suceder cuando el agua en una tubería tiene un giro muy brusco, cerca de las hélices de barcos y submarinos, en presencia de un sonido de alta intensidad (puedes imaginar el sonido como una oscilación de presión).

En el Cavitator, el sonido separa el agua, dejando una burbuja de gas que se debe al exceso de presión en el interior, por lo que las burbujas más pequeñas tienden a explotar con un sonido mayor (más presión).

Entonces, ¿la idea es que el sonido hace estallar? Estaba pensando más en la línea de pompas de jabón que salen de un frasco (con una varita). Entonces, ¿mi soplar por el sonido inicial en este caso?
¿Por qué las burbujas hacen un sonido?
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