Keistas Elgesys Su Vandeniu, Kuris Suintrigavo Da Vinci, Pagaliau Turi Paaiškinimą

{h1}

Tyrėjų grupė turi paaiškinimą, kodėl įvyksta vandens reiškinys, žinomas kaip hidraulinis šuolis.

XVI amžiuje Leonardo da Vinci pirmą kartą aprašė patrauklų vandens reiškinį, kuris vėliau tapo žinomas kaip hidraulinis šuolis. Ir praėjus vos penkiems šimtmečiams mokslininkai pagaliau paaiškino, kodėl taip atsitinka.

Šis šuolis nėra kažkokia neaiški savybė, kurią mato tik mokslininkai. Jums tikrai reikia tik įeiti į savo virtuvę arba įšokti į dušą, kad pamatytumėte.

Jei įjungiate maišytuvą, atkreipkite dėmesį, kas nutinka, kai vanduo patenka į kriauklės paviršių. Tai sukuria labai ploną, greitai tekančią, apskritą vandens sluoksnį, apsuptą storesnio, koncentrinio, turbulento vandens žiedo. Hidraulinis šuolis nurodo tašką, kuriame vanduo kyla aukštyn ir sudaro storesnį sluoksnį. [Vaizdai: Gražiausios pasaulio lygtys]

Pradėję 1819 m. Su italų matematiku Giorgio Bidone, daugelis tyrinėtojų mėgino paaiškinti, kas lemia vandens šuolį tokiu būdu. Tačiau visi ligšioliniai paaiškinimai ir lygtys rėmėsi sunkumais kaip pagrindine jėga, sakė pagrindinis autorius Rajeshas K. Bhagatas, doktorantas Kembridžo universiteto Anglijos chemijos inžinerijos ir biotechnologijų katedroje.

Tačiau Bhagatas ir jo komanda neseniai nustatė, kad sunkio jėga beveik neturi nieko bendra su šiais hidrauliniais šuoliais. Pagrindinės jėgos, priešingai, yra paviršiaus įtempis ir klampumas, jie pranešė savo tyrime, kuris internete buvo paskelbtas liepos 31 d. Žurnale „Fluid Mechanics“.

Norėdami atmesti sunkumą, Bhagatas ir jo komanda atliko paprastą eksperimentą. Jie vandens srove pataikė į plokščią, horizontalų paviršių, kad sukurtų paprastą hidraulinį šuolį - tą patį, kurį pamatytumėte, jei įjungtumėte vandenį prie virtuvės kriauklės. Bet tada jie šį paviršių pakreipė įvairiais būdais: vertikaliai, 45 laipsnių kampu ir horizontaliai - taip, kad pagaliau vandens srovė smogtų į paviršių, kuris tapo lubomis. Norėdami užfiksuoti pradinį šuolį, jie užfiksavo tai, kas nutiko greitaeigėmis kameromis.

Kiekvienu atveju hidraulinis šuolis įvyko tame pačiame taške. Kitaip tariant, plonas, greitai judantis vidinis sluoksnis buvo tokio paties dydžio, nesvarbu, kokia kryptimi buvo plokštuma. Jei gravitacija būtų sukėlusi šuolius, vanduo būtų „iškreiptas“ bet kurioje iš plokštumų, išskyrus horizontalią., Sakė Bhagatas. "Šis paprastas eksperimentas įrodo, kad tai yra viskas, išskyrus sunkumą."

Naujoji teorija nenusileidžia sunkumui

Norėdami ištirti kitas jėgas, kurios galėjo būti žaidžiamos, tyrėjai kinta vandens srovės klampumą - įvertindami, kiek jis gali atsispirti tekėjimui - sumaišydami jį su gliceroliu, alkoholiu, kurio paviršiaus įtempis yra panašus į vandenį, tačiau tai yra 1000 kartų klampiau nei vanduo.

Jie taip pat išlaikė pastovų klampumą ir sumažino paviršiaus įtempimą - patrauklią jėgą, sulaikančią skystas molekules kartu paviršiuje - sumaišydami į bendrą skalbiklio ingredientą, vadinamą natrio dodecilbenzeno sulfonatu (SDBS).. Galiausiai, jie sumaišė tiek klampumą, tiek paviršiaus įtempimą, sumaišydami vandenį ir propanolį (kitą alkoholį), kad tirpalas būtų 25 proc. Klampesnis nei grynas vanduo, bet paviršiaus įtempis būtų tris kartus silpnesnis.

Tai leido tyrėjams atskirti kiekvienos jėgos įtaką, - „WordsSideKick.com“ pasakojo vyresnysis autorius Ianas Wilsonas, minkštųjų kietų medžiagų ir paviršių profesorius, taip pat Kembridžo universitete.

Esmė ta, kad reikia sugebėti nuspėti, kur prasideda šis perėjimas tarp plonos ir storos plėvelės “, - teigė Wilsonas. Daugelis ankstesnių teorijų to negalėjo padaryti, nes hidraulinio šuolio vieta pasikeičia, kai storas sluoksnis atsitrenkia į kažkokį kraštą, pavyzdžiui, į kriauklės kraštą.

Autorius nustatė, kad šuolis įvyksta toje vietoje, kur paviršiaus įtempimo ir klampumo jėgos prideda ir išlygina impulsą iš skysčio srovės.

Wilsonas teigė, kad žinodamas, kur pirmiausia įvyksta šis šuolis, gali būti pritaikytas pramonėje. Plonas sluoksnis, susidaręs prieš šuolį, patiria daug daugiau jėgų nei storesnis sluoksnis, todėl plonesnis plotas efektyviau perduoda šilumą.

Greitaeigiai vandens purkštukai naudojami pramonėje, pavyzdžiui, valydami pieną ir aušindami orlaivių turbinų mentes ar silicio puslaidininkius, sakė Bhagatas. Dažnai tokiose programose dažnesni vandens purkštukai yra efektyvesni, sakė Wilsonas. Jis sakė, kad norint pagerinti šių pertraukiamų purkštukų efektyvumą, reikia mokėti numatyti, kur įvyks pradiniai hidrauliniai šuoliai.

Iš pradžių paskelbta Gyvasis mokslas.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


„Už Uodegos Stovintys“ Spermos Banginiai Snaudžia Svaiginančioje Nuotraukoje
„Už Uodegos Stovintys“ Spermos Banginiai Snaudžia Svaiginančioje Nuotraukoje

Kaip Nulupti Plytą (Ir Padėti Išsaugoti Planetą, Kol Ją Darai)
Kaip Nulupti Plytą (Ir Padėti Išsaugoti Planetą, Kol Ją Darai)

Mokslas Naujienos


Tamsioji Medžiaga Atidengta? Gama Spinduliai Sužavi Mokslininkus
Tamsioji Medžiaga Atidengta? Gama Spinduliai Sužavi Mokslininkus

Diabetas Amerikoje: Visas Valstijos Reitingų Sąrašas
Diabetas Amerikoje: Visas Valstijos Reitingų Sąrašas

Štai Ką Jūs Turite Žinoti Apie Šlapio Maudymosi Kostiumus Ir Mielių Infekcijas
Štai Ką Jūs Turite Žinoti Apie Šlapio Maudymosi Kostiumus Ir Mielių Infekcijas

Elektros Tinklelio Sutepimas, Didžiausia Pasaulyje Mašina („Op-Ed“)
Elektros Tinklelio Sutepimas, Didžiausia Pasaulyje Mašina („Op-Ed“)

Aptikta 11 500 Metų Kremavusių 3 Metų Amžiaus Liekanų
Aptikta 11 500 Metų Kremavusių 3 Metų Amžiaus Liekanų


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com