『壹』 超聲波影響哪些物理和化學因素
超聲效應 當超聲波在介質中傳播時,由於超聲波與介質的相互作用,使介質發生物理的和化學的變化,從而產生一系列力學的、熱學的、電磁學的和化學的超聲效應:
①機械效應.超聲波的機械作用可促成液體的乳化、凝膠的液化和固體的分散.當超聲波流體介質中形成駐波時,懸浮在流體中的微小顆粒因受機械力的作用而凝聚在波節處,在空間形成周期性的堆積.超聲波在壓電材料和磁致伸縮材料中傳播時,由於超聲波的機械作用而引起的感生電極化和感生磁化(見電介質物理學和磁致伸縮).
②空化作用.超聲波作用於液體時可產生大量小氣泡.一個原因是液體內局部出現拉應力而形成負壓,壓強的降低使原來溶於液體的氣體過飽和,而從液體逸出,成為小氣泡.另一原因是強大的拉應力把液體「撕開」成一空洞,稱為空化.空洞內為液體蒸氣或溶於液體的另一種氣體,甚至可能是真空.因空化作用形成的小氣泡會隨周圍介質的振動而不斷運動、長大或突然破滅.破滅時周圍液體突然沖入氣泡而產生高溫、高壓,同時產生激波.與空化作用相伴隨的內摩擦可形成電荷,並在氣泡內因放電而產生發光現象.在液體中進行超聲處理的技術大多與空化作用有關.
③熱效應.由於超聲波頻率高,能量大,被介質吸收時能產生顯著的熱效應.
④化學效應.超聲波的作用可促使發生或加速某些化學反應.例如純的蒸餾水經超聲處理後產生過氧化氫;溶有氮氣的水經超聲處理後產生亞硝酸;染料的水溶液經超聲處理後會變色或退色.這些現象的發生總與空化作用相伴隨.超聲波還可加速許多化學物質的水解、分解和聚合過程.超聲波對光化學和電化學過程也有明顯影響.各種氨基酸和其他有機物質的水溶液經超聲處理後,特徵吸收光譜帶消失而呈均勻的一般吸收,這表明空化作用使分子結構發生了改變.