Дорогие читатели, Нашему шестнадцатилетнему, волонтёрскому и некоммерческому проекту для создания новой, современной версии N-N-N.ru, очень нужно посоветоваться касательно платформы нашего сайта – SYMFONY & DRUPAL 8. Платформа не простая, но обещаем – мы не займём много времени, просто нужна консультационная поддержка квалифицированного разраба. Если вы можете помочь, то связаться с нами можно на страницах Facebook.com здесь и здесь.

Самопроизвольный разрыв капли на тысячи частей засняли на видео

Физики из Франции и Бельгии описали распад капли водно-спиртовой смеси на поверхности масла и добились контроля над размером образующихся вторичных капель. В частности, авторам удалось подобрать такой состав смеси, при котором процессы испарения позволяют получить из одной крупной тысячи микроразмерных капель. Методика может использоваться для быстрого получения десятков миллионов микроскопических капель, что может быть необходимо, например, для устранения загрязнений. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, кратко о нем сообщает Physics.

Динамические процессы в жидкостях описываются с помощью системы дифференциальных уравнений — уравнениями Навье-Стокса. До сих пор эти уравнения не только не решены в общем случае, но и неизвестно, имеют ли они вообще гладкое решение. Это значительно усложняет описание даже таких простых процессов, как растекание капли жидкости. Исследуя экспериментально различные процессы в жидкости ученые сталкиваются с необычными и красивыми явлениями. Например, в 2016 году физики из Принстонского Университета, вдохновившись работами фотографа Эрни Баттона, описали режим испарения капель виски, приводящий к образованию практически однородных покрытий (в отличие от «кофейных колец»).

Распад большой капли водно-спиртовой смеси на более мелкие. Диаметр пятна — несколько сантиметров. L. Keiser et al. / PRL, 2017

Авторы новой работы исследовали поведение капли водно-спиртовой смеси на поверхности масла. Так как эти жидкости не смешиваются, то форма капли определяется силами поверхностного натяжения на границах с воздухом и маслом. Эти силы могут сильно меняться в зависимости от состава смеси — из-за этого капля может растечься тонким слоем по всему маслу или наоборот остаться компактным приплюснутым шариком. 

Из-за летучести спирта сила поверхностного натяжения начинает меняться со временем. Так как поверхностное натяжение воды гораздо больше, чем у спирта, испарение ведет к постепенному увеличению натяжения. Испарение идет гораздо быстрее по краям, нежели в центре капли, поэтому возникают потоки жидкости направленные к центру капли — эффект Марангони. Сокращение размеров капли приводит к отрыву от нее маленьких фрагментов. 

В эксперименте ученые использовали смесь изопропанола и воды. В частности, распад наблюдался при содержании 35 процентов изопропанола в смеси. Контролируя концентрацию спирта физики научились изменять размер образующихся микроскопических капель: от нескольких микрон до миллиметра. 

Ранее физики из Франции и Великобритании выяснили, каким образом можно уменьшить количество брызг при падении капли на твердую поверхность. Это поможет ученым создать брызгогасящие поверхности для работы с опасными жидкими препаратами и веществами. 

Автор: Владимир Королёв

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (1 vote)
Источник(и):

nplus1.ru