Superkomputery Rozwiązują Tajemnicę Ukrytą Wewnątrz Scalających Się Kropelek Wody

{h1}

Dziwne rzeczy dzieją się, gdy krople wody uderzają w siebie.

Abstrakcjonistyczny wizerunek wodne kropelki.

Zespół brytyjskich fizyków i matematyków użył superkomputera, aby odkryć ukrytą prawdę o tym, jak kropelki wody łączą się i sklejają.

Jeśli kiedykolwiek widziałeś, jak kropelki wody stykają się i łączą, być może wyobrażałeś sobie, jak dwie małe kule wody zbliżają się do siebie, dopóki ich powierzchnie nie zachodzą na siebie, a napięcie powierzchniowe przyciąga różne kule w jedną, szorstką całość. To jest widoczne gołym okiem. Ale nowa symulacja z wykorzystaniem superkomputera, opublikowana 13 marca w czasopiśmie Physical Review Letters, przedstawia znacznie bardziej skomplikowany obraz.

W symulacji modelowano dwie równej wielkości kropelki czystej wody w kosmosie, aż do poziomu poszczególnych cząsteczek wody. Gdy kropelki zbliżyły się do siebie, naukowcy wykazali, że na powierzchni tych kropelek powstają małe, ultraszybkie fale. Losowe ruchy cząsteczek wody, zwane „fluktuacjami termicznymi”, powodowały, że pojedyncze cząsteczki podskakiwały i tańczyły w miarę zbliżania się. [Płynne rzeźby: Olśniewające fotografie spadającej wody]

Naukowcy nazywają ten efekt falowania powierzchni, który wynika z fluktuacji termicznych cząsteczek, „termicznymi falami kapilarnymi”. Fale są w tym przypadku zbyt małe i szybkie, aby można było je wykryć w naturalnym eksperymencie. Ale symulacja wykazała, że ​​fale teensy sięgają do siebie, tworząc przednią krawędź zbliżających się kropelek wody. Napięcie powierzchniowe kropelek (siła kohezji, która utrzymuje kropelki w ich „kropelkowym” kształcie) tłumi fale, ale nadal są obecne i nadal tworzą przednią krawędź kropel, gdy się do siebie zbliżają.

Obraz ilustruje interakcje poszczególnych cząsteczek łączących się kropelek.

Obraz ilustruje interakcje poszczególnych cząsteczek łączących się kropelek.

(Źródło zdjęcia: S. Perumanath i in., Phys. Rev. Lett. (2019) / CC By 4.0)

W końcu naukowcy odkryli, że fale dotykają się, tworząc pomosty między kropelkami. A kiedy powstaje pojedynczy mostek, napięcie powierzchniowe zaczyna działać, łącząc kolejne zmarszczki „jak zamek błyskawiczny na kurtce”, jak stwierdzili naukowcy w oświadczeniu.

Naukowcy przeprowadzili symulację około 5 milionów cząsteczek wody, tworząc dwie krople o szerokości około 0,16 cala (4 milimetry). Cała fuzja skończyła się w ciągu kilku nanosekund w tej skali - napisali zbyt szybko, aby jakikolwiek aparat ludzki mógł je uchwycić.

Chociaż symulowali dwie kropelki unoszące się w przestrzeni, podobny efekt prawdopodobnie działa, gdy dwie kropelki łączą się na płaskiej powierzchni, napisali. Zrozumienie tego zachowania jest ważne, jak napisali, ponieważ mogłoby to pomóc wyjaśnić zachowanie wody w chmurach i wewnątrz maszyn zaprojektowanych do skraplania wody z powietrza.

  • Wacky Physics: The Coolest Little Particles in Nature
  • Na zdjęciach: Małe fale zatrzymały się w swoich utworach
  • Galeria: Marzycielskie obrazy ukazują piękno fizyki

Pierwotnie opublikowany w dniu Nauka na żywo.

Superkomputery Rozwiązują Tajemnicę Ukrytą Wewnątrz Scalających Się Kropelek Wody


Suplement Wideo: .




Badania


Ludzie I Szczury Myślą Podobnie Po Popełnieniu Błędów
Ludzie I Szczury Myślą Podobnie Po Popełnieniu Błędów

U.S. Gov'T. Rozszerza Definicję Gwałtu
U.S. Gov'T. Rozszerza Definicję Gwałtu

Science News


Długotrwałe Stosowanie Opioidów Związane Z Depresją
Długotrwałe Stosowanie Opioidów Związane Z Depresją

5 Faktów O Ziemi, Które Mogą Zaskoczyć Twój Umysł
5 Faktów O Ziemi, Które Mogą Zaskoczyć Twój Umysł

Badania Sugerują, Że Najdawniejsze Skamieliny To Nie Życie
Badania Sugerują, Że Najdawniejsze Skamieliny To Nie Życie

Jak Działają Torfowiska Żurawinowe
Jak Działają Torfowiska Żurawinowe

9 Obrzydliwe Rzeczy, Które Fda Zezwala Na Jedzenie
9 Obrzydliwe Rzeczy, Które Fda Zezwala Na Jedzenie


PL.WordsSideKick.com
Wszelkie Prawa Zastrzeżone!
Kopiowanie Jakichkolwiek Materiałów Pozostawiono Tylko Prostanovkoy Aktywny Link Do Strony PL.WordsSideKick.com

© 2005–2024 PL.WordsSideKick.com