29 ноября, 2021

bolgrad

Находите самые свежие мировые новости со всего мира в Болграде.

Физики говорят, что наконец-то решили эффект чайника — на этот раз по-настоящему.

Падение потока ниже критического значения ослабляет край и очевидное уклонение от эффекта чайника.

Чай, капающий на стенку чайника во время наливания, известный как эффект чайника, является незначительной неприятностью для обычных любителей чая. Но для физиков всего мира это стало сложной теоретической проблемой, охватывающей десятилетия исследований. получение Получение Шнобелевской премии по пути. Мы думали, что исследователи Наконец закройте книгу Тайна эффекта чайника перевернулась в 2019 году, когда голландские физики разработали количественную модель, позволяющую точно предсказать точную скорость потока чайника (или следовое количество) при его наливании.

Но очевидно, что еще предстоит проделать большую работу, чтобы заполнить некоторые пробелы в теории, и физики из Венского технологического университета (TU-Wien) и Университетского колледжа Лондона взяли на себя эту задачу. Исследователи говорят, что они наконец разработали полное теоретическое описание эффекта чайника, которое отражает сложное взаимодействие инерционных, вязких и капиллярных сил, которые коллективно перенаправляют поток жидкости при соблюдении определенных условий. Однако было показано, что гравитация менее важна; Все, что он делает, это определяет направление потока. Это означает, что, по словам авторов, вы все еще можете получить эффект чайника на Луне, но только не если вы разлейте чай на борту Международной космической станции.

Исследователи представили свои теоретические расчеты в опубликованная статья В сентябрьском номере «Гидромеханика. Теперь они объявили результаты экспериментов, которые они провели для проверки своей теоретической модели. Спойлер: передайте модель с честью. И хотя это может показаться тривиальной головоломкой, полученные знания могут помочь нам лучше контролировать поток жидкостей, например, в микрофлюидных устройствах.

READ  НАСА надежды на испытательный полет SLS в этом году уменьшаются - Spaceflight Now

Маркус Райнер впервые описал эффект чайника в 1956 году и стал пионером в области реологии (исследования того, как течет жидкость). в качестве Я писал раньшеИнженер-математик Стэнфордского университета Джозеф Б. Киллер Он провел собственное расследование и пришел к выводу, что капля была вызвана давлением воздуха, а не поверхностным натяжением, как многие предполагали. Он и его коллега Ян-Марк Ванден Брук, опубликовал статью В 1986 году — работа, которая им принесла Шнобелевская премия в 1999 году. Согласно Киллеру, давление жидкости у края разлива ниже, чем у окружающего воздуха, и последний выталкивает чай на губы и из носика.

Вот основное рабочее объяснение. При более высокой скорости потока слой жидкости, ближайший к носику чайника, отделяется, поэтому она течет плавно и не капает. При более низких расходах, когда происходит разделение потока, слой перестраивает поверхность сопла, заставляя капельки течь. Диаметр сопла, кривизна кромки и «смачиваемость» ( Жидкое предпочтение Контакт с твердым телом, окруженным другой жидкостью, любого материала, из которого изготовлен чайник, также является факторами, которые могут повлиять на то, капает ли чайник.

Но не они в первую очередь виноваты. В 2010 году французские физики продемонстрировали, что настоящая причина Капля представляет собой своего рода «капиллярный эффект воды», который предотвращает (при более медленных скоростях налива) отделение жидкости от сопла, обеспечивая плавный и чистый поток. Все остальные факторы играют роль в определении силы гидрокапиллярного эффекта. Эти физики предложили сделать кромку сопла как можно более тонкой и острой, чтобы уменьшить подтекание, и, возможно, даже покрыть кромку очень водонепроницаемым материалом.