玻璃到底怎麼才能不起霧啊喂!| 正經玩_風聞
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2022-08-13 13:21
想必大家都觀察過玻璃起霧的現象
比如天冷時車窗上或是洗澡時的鏡子上
有温度差、有水蒸氣就有可能導致玻璃表面起霧
想防霧就一定要先知道霧是怎麼來的~
我們來探索一下叭!
實驗器材
所標杯、電熱水壺、玻璃容器、肥皂水、油、保濕乳

實驗過程
首先我們用電熱水壺將適量的水燒至九十度左右
產生足夠的水蒸氣來加速實驗的進程
整個過程中都要注意安全,避免燙傷
將玻璃碗扣上
瞬間玻璃碗上就起了層薄霧
即使在原本有水殘留的地方也是如此

可能面對泳鏡起霧時大家聽過這樣一個辦法:塗肥皂水
我們來試試看
作為對比,這裏用紙擦去了碗底一邊的肥皂水


效果還是很不錯的
塗過肥皂水的部分依然清澈透明
如果我們繼續“蒸”這個玻璃碗呢?
隨着更多的水蒸氣湧入
原本被保護的部分也開始被霧侵蝕


上個世紀的航天員頭盔除了用電熱絲和吹入乾燥氧氣的方式除霧,
也會配合簡易的除霧劑除霧
除霧劑就是表面活性劑與油的混合劑
雖然我們製備不出穩定的除霧劑
但我們可以給浸潤肥皂水的玻璃碗加入油試試
在熱氣流和重力的推動下
多餘的油會聚集在一起向外側流出
露出乾淨的透明面


有於流動的油體會帶着一部分皂液流走
局部的起霧出現的比純肥皂水更多些
不過剩下的地方卻顯得更加持久
局部起的霧點也比之前更加細
有點像毛玻璃的感覺

作為另一組對照
我們還可以嘗試只塗油的情況
結果是幾乎沒有防霧效果
不過產生的霧滴會比干燥部分更加均勻

實驗中也要注意避免讓水完全沸騰
沸騰的水蒸氣上升中會冷卻變成較大的液滴
使防護膜迅速瓦解

和除霧劑類似的、親油親水的塗料嘛
小編看了看家裏,腦袋一歪
保濕乳可有一戰之力?
儘量塗勻後試試看:

看來還是有一定的作用
但有點近視的感覺
放大來看
保濕乳使霧匯聚成了較大的水滴
所以可以不太清晰地看到玻璃的另一側

原理解説
玻璃上霧是由水蒸氣遇冷液化小水滴組成的,這些小水滴半徑很小,曲率較大的表面使相鄰的平行光也會在折射後分道揚鑣,使玻璃後的物體難以成像,所以整體上呈現出霧濛濛的感覺。那我們讓水滴變大,曲率變小是不是就可以了?畢竟如果水是完整的一層膜那應該不會對成像造成太多影響。
成品的除霧劑確實是用這個原理除霧的,通過表面活性劑或者親水顆粒的作用降低表面張力,使液化的水蒸氣形成一層水膜而不是水滴。不過在家中做實驗的時候,由於肥皂水本身不夠均勻,濃度較低的地方在自然蒸發後肥皂成分會因疏水端之間的親和性聚集到一起,從而留下失去了除霧性能的部分,就逐漸被“侵蝕”了。加入適量的油也是使一些局部中水-肥皂-油三者形成的結構更持久一些。