Šlakelis grietinėlės, įpiltas į kavą, ją pagardina, o šis gėrimas – praskaidrina lietingą rytą. Tačiau kas būtų, jei šie du skysčiai nesusimaišytų?
Masačusetso technologijos instituto išsiaiškino, kaip, esant tam tikroms sąlygoms, skysčio lašelis galėtų nesusilieti su skystu paviršiumi, ant kurio jis nukrinta.
Pasirodo, jei lašelis yra šaltas, o skysčio paviršius – pakankamai karštas, lašelis gali tam tikrą laiką tarsi levituoti ant paviršiaus, neįkrisdamas į jį.
Tai lemia dėl temperatūros skirtumų aplink lašelį atsirandantys oro sūkuriai.
Žurnale „Fluid Mechanics“ paskelbtame tyrime pateikiamas matematinis šio efekto, kurį galima pastebėti ir kasdieniniuose reiškiniuose, nuo grietinėlės į kavą pylimo, iki lietaus lašelių, krintančių į balas, paaiškinimas.
Rezultatai gali padėti mokslininkams suvokti, kaip lietūs perneša biologinės ir cheminės medžiagas, kaip būtų galima sukurti mikroskysčių lustus, kuriuose lašeliai galėtų pernešti reikiamas medžiagas ir jas reikiamose vietose sumaišytų, ar guolius, kuriuose šratelių vaidmenį atliktų tepalo ar kito skysčio lašai.
„Remiantis šiuo tyrimo metu sukurta teorija, inžinieriai galėtų nustatyti, koks yra kritinis temperatūros skirtumas, kuriam esant, galima išlaikyti du lašus, jiems nesusiliejant, ar kokį didžiausią svorį guolis iš tokių lašelių galėtų išlaikyti“, teigia Mišela Geri (Michela Geri), viena iš šio tyrimo autorių.
Tyrimo metu nustatyta, kad levitacijos laikas yra proporcingas temperatūros tarp skysčių skirtumui, pakeltu dviejų trečiųjų laipsniu, taip pat egzistuoja kritinė temperatūra, priklausanti nuo skysčių klampumo, kurią viršijus, lašelis ne iš karto susilies su paviršiumi, o ims levituoti virš jo.
Tik esant šiam temperatūrų skirtumui, tarp lašelio ir skysčio paviršiaus susidarys pakankamo stiprumo oro sūkuriai, neleidžiantys jam iš karto nukristi ir susilieti.
Kuo didesnis temperatūros skirtumas, tuo stipresnės oro srovės ir didesnis slėgis tarp lašelio ir skysčio paviršiaus, neleidžiantis lašeliui nukristi. Lašeliui auštant, šis slėgis mažėja, ir galiausiai lašelis nukrenta į skystį ir su juo susilieja.
Thermal delay of drop coalescence
Study explains how droplets can ‘levitate’ on liquid surfaces
Daugiau:
Skysto metalo valdymo tyrimai gali lemti naujas technologijas
Trimačiam spausdinimui bus galima naudoti ir stiklą
Eksperimentas, kurio metu negyvų dalelių sistema ima elgtis labai keistai
Sukurtas naujo tipo efektyvus nešiojamas elektrokalorinis aušinimo įrenginys
Naujai sukurtas “apsiaustas” paslepia po vandeniu esančius objektus nuo hidrolokatorių