Почему брызги воды: новая теория раскрывает секреты

Доктор Джеймс Сприттлс из Института математики создал новую теорию, чтобы объяснить, что именно происходит — в крошечном пространстве между каплей воды и поверхностью — и вызывает всплеск.Когда капля воды падает, она не может плавно растекаться по поверхности микроскопически тонким слоем воздуха, который она не может оттолкнуть, поэтому вместо того, чтобы смачивать поверхность, части жидкости разлетаются, и брызги образуются. сгенерировано.

Слой воздуха размером 1 микрон — в пятьдесят раз меньше ширины человеческого волоса — может заблокировать 1-миллиметровую каплю воды, которая в тысячу раз больше.Это сопоставимо со слоем воздуха толщиной 1 см, который останавливает волну цунами, распространяющуюся по пляжу.Доктор Сприттлс точно установил, что происходит с этим крошечным слоем воздуха во время сверхбыстрого действия, разработав новую теорию, зафиксировав ее микроскопическую динамику, с учетом различных физических условий, таких как вязкость жидкости и давление воздуха, чтобы предсказать, будут ли брызги произойти или нет.Чем ниже давление воздуха, тем легче воздух выходит из сплющенного слоя, что снижает сопротивление капле воды и предотвращает разбрызгивание.

Вот почему капли с меньшей вероятностью упадут на вершину горы, где давление воздуха понижено.Понимание условий, вызывающих разбрызгивание, позволяет исследователям узнать, как его предотвратить, что может привести к прорыву в различных областях.В 3D-печати жидкие капли могут формировать строительные блоки изделий, изготавливаемых по индивидуальному заказу, таких как слуховые аппараты; Прекращение разбрызгивания является ключом к получению продуктов желаемого качества.

Брызги также являются важной частью судебно-медицинской экспертизы — независимо от того, разбрызгиваются капли крови или нет, можно понять, откуда они взялись, что может быть важной информацией в уголовном расследовании.Д-р Сприттлс комментирует:«Вы никогда не ожидаете, что внешне простое повседневное событие будет иметь такую ​​сложность.

Ширина воздушного слоя настолько мала, что она похожа на расстояние, которое проходят молекулы воздуха между столкновениями, поэтому традиционные модели неточны и требуется микроскопическая теория."Наиболее многообещающе то, что новая теория должна иметь приложения к широкому кругу связанных явлений, например, в науке о климате — чтобы понять, как капли воды сталкиваются во время образования облаков, или оценить количество газа, увлекаемого в наши океаны дождями. . "Исследование «Кинетические эффекты при динамическом смачивании» опубликовано в Physical Review Letters.


Портал обо всем