水滴碰到熱油時發出的咝咝聲可以揭示氣穴的復雜物理現象

當研究人員將濕潤的筷子插入熱油中時，他們發現形成的氣泡的類型和數量取決于筷子吸收的水量以及筷子的材料。

他們用水滴和懸浮在筷子頂端的面糊液滴進行了實驗。據了解，水滴在碰到熱油時會發生爆炸，而面糊液滴在其表面產生氣泡。

為了進一步研究食物放在熱油中會發生什么，研究人員用一張用水浸濕的小紙片作為模型。他們發現，在這種情況下，起泡的數量和類型取決于水的數量和溫度。他們觀察到，當水遇到熱油時，在熱油中形成了不同類型的汽化腔。

這些最初的實驗引發了一系列更受控制的研究，使用的裝置允許將水滴從一個可移動的舞臺上的高架線加入熱油中。一個高速攝像機和一個敏感的麥克風被用來收集關于當水滴碰到熱油時形成的氣泡的形狀以及它們爆裂時發出的咝咝聲的詳細數據。

研究論文作者Tadd Truscott表示：“我們在實驗中發現了三種類型的氣泡事件：爆炸空腔、拉長空腔和振蕩空腔。”

爆炸空腔是在水滴進入熱油并因溫度突然升高而發生微爆炸時形成的，形成的蒸汽泡則會使表面破裂。拉長空腔則涉及一個水滴，它爆炸時不會使表面破裂。

振蕩空腔發生在水滴從金屬絲上滑落并迅速被淹沒的時候。它經歷了一個多步驟的爆炸過程并開始振蕩，之后咋會分解成無數小氣泡。

來自麥克風的音頻信號顯示，三種腔體類型產生了不同的聲學或聲音特征。

“我們可以區分每種類型的空腔的不同聲學信號特征。破譯聲音信號可能會帶來未來的應用，如氣溶膠生成的聲學傳感，”Truscott說道。