Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi teadlased on selgitanud, miks mõnikord ei sulandu vedeliku tilk selle all oleva vedeliku pinnaga. Kui tilk on väga külm ja põhjas olev vedelik on piisavalt soe, siis tilk "leviteerub" temperatuuri erinevusest tingitud voolude tõttu. Uurimistulemused on esitatud ajakirja Journal of Fluid Mechanics artiklis.
Uuringu juht Michela Gehry mõtles, miks võib temperatuuride erinevus takistada tilga segunemist vedeliku pinnaga. Ta kujundas väikese, umbes espressotopsi suuruse, akrüülseintega ja metallist alumise servaga karbi, mille pani kordamööda kuumale ja külmale taldrikule. Karbis oli kauss silikoonõliga ja ülaosas oli süstal, mille kaudu teadlased said silikoonõli tilgad välja pigistada sama viskoossusega kui kausis. Igas katseseerias mõõtis Gehry välja pressitud õlitilkade temperatuuri ja vannis oleva vedeliku pinna temperatuuri. Õlid valiti erineva viskoossusega - vee lähedalt kuni 500 korda viskoossemani.
Ajavahemik süstlast väljuva tilga ja vedeliku pinnaga sulandumise vahel registreeriti hoolikalt kaameras, mis filmis 2000 kaadrit sekundis. Ühel juhul suutsid teadlased kümne sekundi jooksul õhus hõljuda piiskadega, hoides temperatuuri erinevust 30 ° C. See on ligikaudu võrdne kuuma kohvi ja sellele lisatud külma piima erinevusega.
"Leidsime, et langeva tilga raskus ja õhukihi ringlusjõud võivad olla ühel hetkel tasakaalus ja selle tasakaalu saavutamiseks vajate minimaalset või kriitilist temperatuuri erinevust, et piisk levitatsiooni alustaks," selgitab Gehry. Mingil hetkel kuumeneb tilk täielikult, selle temperatuur võrdub pinna temperatuuriga ja levitatsioon peatub.
Tilk kreemi langeb kuuma kohvi sisse / Massachusettsi Tehnoloogiainstituut
Rühm teadlasi uuris seda nähtust matemaatilisest vaatenurgast. Arvutused on näidanud, et languse levitatsiooniaeg on seotud temperatuuri erinevusega 2: 3. Füüsikud kohandasid võrrandeid, mis kirjeldasid kahe vedeliku segunemist, ja simuleerisid, kuidas käitub tilga sees oleva vedeliku soe osa, mida soojendati altpoolt pinnalt. See võimaldas mõista, kuidas soojad hoovused tilkhaaval levivad, soojendades lõpuks seda kõike. Teadlased usuvad, et nende arvutused aitavad paremini mõista, kuidas kemikaalid ja bioloogilised ained segunevad ja vedelikes levivad, samuti mõista piiskade käitumist raskusjõu tingimustes.
