O efeito do ultrassônico
Quando a onda ultrassônica se propaga no meio, devido à interação entre a onda ultrassônica e o meio, o meio sofre alterações físicas e químicas, resultando em uma série de efeitos ultrassônicos mecânicos, térmicos, eletromagnéticos e químicos, incluindo os seguintes quatro efeitos:
1. Efeitos mecânicos
A ação mecânica do ultrassom pode promover emulsificação líquida, liquefação de gel e dispersão sólida. Quando uma onda permanente é formada no meio de fluido ultrassônico, as minúsculas partículas suspensas no fluido são condensadas nos nós devido à força mecânica, formando acúmulo periódico no espaço. Quando ondas ultrassônicas se propagam em materiais piezoelétricos e materiais magnetostrictivos, a polarização elétrica induzida e a magnetização induzida devido à ação mecânica de ondas ultrassônicas (ver física dielétrica e magnetostrição).
2. Cavitação
Quando ondas ultrassônicas atuam em líquidos, um grande número de pequenas bolhas podem ser produzidas. Uma das razões é que o estresse parcial da tração aparece no líquido para formar pressão negativa. A diminuição da pressão faz com que o gás originalmente dissolvido no líquido supersaturado e escape do líquido e se torne pequenas bolhas. A outra razão é que o forte estresse de tração "rasga" o líquido em uma cavitação, que é chamada de cavitação. Dentro da cavidade há vapor líquido ou outro gás dissolvido no líquido, e pode até ser um vácuo.
As pequenas bolhas formadas devido à cavitação continuarão a se mover, crescer ou de repente estourar com a vibração do meio circundante. Quando estoura, o líquido circundante de repente corre para a bolha, gerando alta temperatura, alta pressão e ondas de choque. O atrito interno acompanhado de cavitação pode formar cargas elétricas e causar emissão de luz nas bolhas devido à descarga. A tecnologia do tratamento ultrassônico em líquido está principalmente relacionada à cavitação.
3. Efeito térmico
Devido à alta frequência e alta energia do ultrassônico, pode produzir efeito térmico óbvio quando absorvido pelo meio.
4. Efeitos químicos
O efeito do ultrassom pode promover ou acelerar certas reações químicas. Por exemplo, a água pura destilada passa por tratamento ultrassônico para produzir peróxido de hidrogênio; a água dissolvida por nitrogênio produz ácido nitroso após tratamento ultrassônico; corante solução aquosa mudará de cor ou desaparecerá após o tratamento ultrassônico. A ocorrência desses fenômenos é sempre acompanhada de cavitação. O ultrassom também pode acelerar a hidrólise, decomposição e polimerização de muitas substâncias químicas.
O ultrassom também tem um efeito significativo nos processos fotoquímicos e eletroquímicos. Após as soluções aquosas de vários aminoácidos e outras substâncias orgânicas serem ultrasonicamente processadas, as bandas características de absorção desaparecem e mostram uma absorção geral uniforme, o que indica que a cavitação mudou a estrutura molecular.
