肥皂泡与专业人士的基本修为

Joseph

某论坛剪影：




有人质疑的时候：



科普一下（抄自wikipedia）：

表面張力（Surface tension）是一种物理效应，它使得液体的表面总是试图获得最小的、光滑的面积，就好像它是一层弹性的薄膜一样。其原因是液体的表面总是试图达到能量最低的状态。

在等待若干天以后，确认某老师在这个问题上继续坚持这是高表面张力现象的理解之后，不得不指出表面张力是他研究的渗流力学中非常基本的一个力的形式，这个力的作用对于我们现在油藏模拟是一个理论基础。

现在必须把这个“表面张力”跟我们的专业联系起来了，因为这个奇怪的“泡泡门”我已经连续几个晚上在阅读“油藏渗流力学”的有关章节。

我们说一个基本的事情罢：在相同的油藏条件下，天然气、轻质油、重质油，哪一个毛管压力大？还需要我来给出答案吗？我想不需要罢？

下图是经典油藏工程教材2005版本的一页书影，公式也同时被其它渗流力学教材印证为基本雷同：



那么如果没有毛管半径的因素，我们是否可以认为天然气、轻质油、重质油这个顺序的毛管压力是可以对应到相应物质的界面张力（表面张力的另一种叫法）大小比例上呢？


那么重质油开发的时候，在高毛管压力条件下，即高界面张力情况下，即高表面张力情况下，为什么没有被其它流体驱替过程中带动出一个大大的膜，而变得比天然气（这肯定是例子中最低界面张力物质）更容易采出呢？而如果重质油可以被其它流体带动出如此大的膜面出来是不是意味着其毛管压力反而会小呢？


这个是我们石油开发的基本逻辑，不需要我更多说什么了。

***

发这个帖子，最初立意非常龌龊，乃是要捉弄李老师一下。

但是一天天学习下来，也多得很多同行的帮忙，尤其是窦老师的连续若干天都及时给予指导和评论，帖子要表达的早已经不是最初的设定目标了。

不过，诚挚希望有李老师的朋友或者学生能够看到这个帖子的，帮忙转达给李老师：本人并不是因为一个肥皂泡而要质疑李老师的学术水平，而是提醒他，即便在自己最熟悉的相关领域也会因为常识经验的干扰而产生错误判断。李老师的《油藏工程原理》一书已经是行业中颇有地位的经典教程，其中也有很多李老师经过多年思考和实验积累而形成的科研成果。固然许多前沿领域部分还存在争议，但是能够熔多种学科的理论于一炉而自成一家也是不争事实。只是，烦请李老师对于自己并不特别熟悉的专业不冒下结论，对于同行的批评口下留德，泽及子弟、惠及同业，比之争一日之短长意义才真正更为深远。

Joseph

再多说一句：表面张力大了以后，泡泡就破了，所以那个质疑者的声音是符合物理学基本理论的。

qqlewis

哎，到底是怎么回事呀，我不懂，百度了一下，也没看出个所以然。

http://zhidao.baidu.com/link?url ... 9lPq8fRTZCrdYAIylFa

有说肥皂泡越大表面张力越小的，有说肥皂泡越大表面张力越大，也有说表面张力与这表面积无关的。


后来我在维基百科上查了个东西，不知道真假，求解答：

http://zh.wikipedia.org/wiki/肥皂泡

qqlewis

维基百科上如是说
”肥皂不增强泡泡，它只是稳定它们，通过一种称为Marangoni效应的作用。随着肥皂膜的拉伸，肥皂的密度减小，使得表面张力增加。这样，肥皂选择性的加强了气泡的最弱部分并倾向于防止它们被进一步拉伸。另外，肥皂也减少了蒸发，使得气泡维持更久。“

Joseph

qqlewis 发表于 2014-4-14 22:34
哎，到底是怎么回事呀，我不懂，百度了一下，也没看出个所以然。

http://zhidao.baidu.com/link?url=tOO ...

液体表面张力最大的时候就是它收成一个球形液滴的状态。一个肥皂泡能够成型当然是液体本身利用收缩均衡受力所致，但是这是在抵抗液体本身的表面张力。教授正好把这个事情说反了而已。

qqlewis

对维基百科上的解释郝老师如何解释
”肥皂不增强泡泡，它只是稳定它们，通过一种称为Marangoni效应的作用。随着肥皂膜的拉伸，肥皂的密度减小，使得表面张力增加。这样，肥皂选择性的加强了气泡的最弱部分并倾向于防止它们被进一步拉伸。另外，肥皂也减少了蒸发，使得气泡维持更久。“

Joseph

qqlewis 发表于 2014-4-14 22:49
对维基百科上的解释郝老师如何解释
”肥皂不增强泡泡，它只是稳定它们，通过一种称为Marangoni效应的作用 ...

我承认确实把问题想简单了，肥皂泡的一个问题在于它存在两个面，不是简单液滴。

Joseph

但是表面张力增大应该是让肥皂泡破裂，因为液体内聚力是表面张力的实质，当内聚力大了以后肥皂泡膜无法承受其拉力而重新凝聚为液滴。

Joseph

Joseph 发表于 2014-4-14 22:53
我承认确实把问题想简单了，肥皂泡的一个问题在于它存在两个面，不是简单液滴。

当一个泡泡存在内外两个面的时候，表面张力会把外面往里收，而内面则向外膨胀，从而形成一个完整的球形。
图例中所示的肥皂泡还不是一个球形形状，也就是它的膜面上其实各处的表面张力状态还没有达到均衡一致。我们按照推测来说会有局部表面张力高而另一些局部表面张力低。但是总的来说如果肥皂膜足够结实的话，表面张力越大这个膜的外延会越小（在不破裂的情况下）。我想这个逻辑是成立的。表面张力其实肯定是被降低了才能形成一个开口曲面的泡泡罢？

Joseph

Joseph 发表于 2014-4-14 23:16
当一个泡泡存在内外两个面的时候，表面张力会把外面往里收，而内面则向外膨胀，从而形成一个完整的球形。 ...

呵呵，这个问题确实比较有趣啊，我需要专业人士的支援啊！！