科学探索|水滴碰到热油时发出的咝咝声可以揭示气穴的复杂物理现象水滴碰到热油时发出的咝咝声

有经验的厨师可以通过将沾湿的筷子插入热油中来确定食用油何时达到适合油炸的温度。筷子上形成气泡，它们产生的咝咝声可以告诉厨师什么时候该往锅里加食物了。在AIP出版的《Physics of Fluids》上，来自美国、加拿大和沙特阿拉伯的研究人员仔细研究了水滴跟加热的食用油接触时形成的气泡。
【科学探索|水滴碰到热油时发出的咝咝声可以揭示气穴的复杂物理现象】

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当研究人员将湿润的筷子插入热油中时，他们发现形成的气泡的类型和数量取决于筷子吸收的水量以及筷子的材料。

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他们用水滴和悬浮在筷子顶端的面糊液滴进行了实验。据了解，水滴在碰到热油时会发生爆炸，而面糊液滴在其表面产生气泡。
为了进一步研究食物放在热油中会发生什么，研究人员用一张用水浸湿的小纸片作为模型。他们发现，在这种情况下，起泡的数量和类型取决于水的数量和温度。他们观察到，当水遇到热油时，在热油中形成了不同类型的汽化腔。
这些最初的实验引发了一系列更受控制的研究，使用的装置允许将水滴从一个可移动的舞台上的高架线加入热油中。一个高速摄像机和一个敏感的麦克风被用来收集关于当水滴碰到热油时形成的气泡的形状以及它们爆裂时发出的咝咝声的详细数据。

研究论文作者Tadd Truscott表示：“我们在实验中发现了三种类型的气泡事件：爆炸空腔、拉长空腔和振荡空腔。”
爆炸空腔是在水滴进入热油并因温度突然升高而发生微爆炸时形成的，形成的蒸汽泡则会使表面破裂。拉长空腔则涉及一个水滴，它爆炸时不会使表面破裂。
振荡空腔发生在水滴从金属丝上滑落并迅速被淹没的时候。它经历了一个多步骤的爆炸过程并开始振荡，之后咋会分解成无数小气泡。
来自麦克风的音频信号显示，三种腔体类型产生了不同的声学或声音特征。
“我们可以区分每种类型的空腔的不同声学信号特征。破译声音信号可能会带来未来的应用，如气溶胶生成的声学传感，”Truscott说道。