Студент вирішив загадку з фізики, яку не могли розгадати ціле століття

Бакалавр з Федеральної політехнічної школи Лозанни пояснив, чому бульбашки в дуже тонкій вертикальній трубці з рідиною як би «зависають», не рухаються вгору.

Цей незвичайний ефект вчені помітили близько ста років тому, але не могли повністю зрозуміти, чому це відбувається. Опис явища опублікував науковий журнал Physical Review Fluids, коротко про це пише прес-служба EPFL.

Незважаючи на те, що в звичайному склянці з водою або келиху з шампанським бульбашки піднімаються вгору вільно і досить помітно для ока, в трубочці товщиною кілька міліметрів все відбувається дещо інакше. Бульбашки в таких трубках нібито застигають і не рухаються ні вгору, ні вниз.

Вчені вважали, що це відбувається через надтонкі плівки, які утворюються навколо бульбашок і заважають їх руху. У 1960-х роках математик Френсіс Бретертон навіть вивів спеціальну формулу для того, щоб пояснити це явище. Однак це все одно не пояснювало явища, адже, згідно з відомим фізичним законам, бульбашки газу не повинні були зустрічати опору і, відповідно, повинні безперешкодно підніматися вгору.

Бакалавр Вассім Дауаді разом зі своїм науковим керівником вирішили повністю пояснити цю проблему. Для цього вони виміряли товщину плівки навколо цих бульбашок. Як виявилося, вона становить всього кілька нанометрів (тобто в кілька мільярдів разів менше метра).

Дані, які отримав студент, показали, що опір руху бульбашок газу надає саме ця надтонка плівка. Однак навіть вона не заважає руху бульбашок — насправді вони рухаються, просто дуже повільно — настільки, що людське око просто не помічає цього.

Також Дауаді з’ясував, що ця плівка може змінювати свою форму, якщо рідина нагрівається, і повертатися до початкової форми після охолодження. Це спростовує теорії деяких вчених про те, що в деяких випадках така плівка може зникати.

Відкриття студента має тільки фундаментальне значення, і на практиці застосувати його навряд чи вдасться. Проте, вчені вважають, що результати роботи можна буде використовувати в подальших дослідженнях — зокрема, для вивчення механіки рідин в наномасштабі.

Поделитесь в соц сетях!

Теги: , ,

Загрузка...
Loading...