Физика заправки для салатов: новый механизм фазового разделения капель

Разделение фаз — это универсальное явление, которое можно наблюдать во многих обычных ситуациях, например, когда масло и вода в заправке для салата отделяются после того, как ее хорошо встряхнули. Известно, что механизм роста капель зависит от соотношения объемов двух жидкостей. В частности, известно, что при промежуточном соотношении объемов между двумя жидкостями, ни очень большом, ни очень маленьком, укрупнение происходит за счет столкновения и слияния капель.Профессор Хадзиме Танака и научный сотрудник Риотаро Симидзу из Института промышленных наук использовали моделирование, чтобы показать, что столкновение и слияние жидкостей, которое долгое время считалось вызванным случайным тепловым броуновским движением капель.

В противоположность этому, исследовательская группа показала, что это фактически обусловлено регулярным движением капель из-за локальных различий в концентрации, возникающих в результате различий в размере капель. В частности, когда большая капля находится рядом с маленькой, они приближаются друг к другу, в то время как капли одинакового размера расходятся. Этот механизм можно понять как следствие динамической связи между диффузией концентрации и потоком жидкости.Это открытие указывает на то, что перенос может происходить либо за счет диффузии, либо за счет потока, либо за счет их комбинации, но всегда происходит от меньших доменов к большим: огрубление доменов подчиняется правилу, что «большой всегда побеждает маленького».

Это также имеет значение для того, как системы развиваются в неравновесных процессах.


Портал обо всем