数学心

蔡泽禹

首页 >> 数学心 >> 数学心最新章节(目录)
大家在看穿书八零闪婚高岭之花 求生:在迷雾建造庇护所 风水之王 四合院里的老中医 说好制作烂游戏,泰坦陨落什么鬼 港综:被坤哥抓去拍片 梦幻西游:从难民到神豪 反派女帝的贴身佞臣 我在仙侠世界被祖国征召了 木叶:我在忍界肝经验 
数学心 蔡泽禹 - 数学心全文阅读 - 数学心txt下载 - 数学心最新章节 - 好看的网游动漫小说

第六百五十七章 液体上流现象(流体力学)

上一章书 页下一章阅读记录

俗话说,水往低处流。可是12年前,有人发现了水可以逆流而上。

这个现象是在2008年金融危机爆发那年被一个叫做S. bianchini的物理系少年发现的,距今已有12年。

当时,来自阿根廷的bianchini正在泡阿根廷的传统马黛茶,马黛茶是用巴拉圭冬青叶子制作的,茶叶是粉末状的。当他倒水的时候,猛地发现茶叶竟然倒行逆施,自动飘到了茶壶里。

倒水时,如果壶嘴和下方液面距离很近,茶叶就会逆流而上,来到水壶里。

bianchini的导师也没见过这种操作,于是后来bianchini同学用这个做了毕业论文,然后顺利毕业了。

在论文中,他用马黛茶叶还有粉笔末在实验条件下重复了上述现象。bianchini认为,这个现象并不是咱们在生活中常见的毛细现象导致的,而是由于马拉高尼效应。

马拉高尼效应指的是表面张力不同的液体之间形成水流。咱们平时看到的酒杯挂壁,还有风油精小船都是马拉高尼效应导致的。

马拉高尼效应还可以用来让液滴自动解迷宫。

bianchini通过实验发现,马黛茶还有粉笔末可以减少下方液体的表面张力,因此上游的水表面张力大,下游的水表面张力小。而表面张力大的地方可以把表面张力小的地方的液体吸过去,形成马拉高尼流,所以水才可以倒流。

这个反直觉的物理现象说明,上游的水不一定比下游的干净,因为下游可以反过来污染上游。因此后来这个现象就被取名为逆流污染(upstream contamination)。

过了几年,罗格斯大学的工程学教授 troy Shinbrot对这个现象产生了兴趣,于是找了个学生和 bianchini用更复杂的实验再次验证了一番,并把结果发表在了2013年的proceedings of the Royal Society A上。

Shinbrot他们用马黛茶叶还有粉笔末发现,逆流污染现象确实存在,液体可以向上攀升1厘米的高度。哪怕上方滴水处宽度达到几米,这个现象依旧存在,冷水和滚水同样会出现逆流污染。

Shinbrot他们也再次验证了表面张力在逆流污染中的作用。经过测量,他们发现加了粉笔末以后,水的表面张力减小至原来的一半,加了茶叶以后减小至原来的1\/3。

经过计算,加入粉笔末后,减少的表面张力可以给漂浮在水上的粉末提供20倍的重力加速度,推动它逆流而上。

那么问题来了,如果这个现象真的是表面张力差导致的,那么消除上游和下游的表面张力差,水是不是就无法倒流了呢?

他们也测试了一下。他们在上游的水中加入了表面活性剂苯扎氯铵,减少上游的表面张力。果然,这么干了之后水就不会倒流了。

实际上,2002年麻省理工学院(mIt)的应用数学教授 John w m bush和同事也发现,如果在下方水池里加入表面活性剂,那么下方的水能够沿着瀑布倒流,逆行的高度最高可达到2厘米。

了解了这个现象后,相信各位弟弟都不敢在小便池里近距离滋尿了。

当然对于要做实验的研究者还有制药企业来说,这个现象还是很烦人的,这意味着用滴管的时候,下面的物质可能反过来污染滴管里的液体。

你以为马拉高尼效应可以让水流逆行已经很秀了么?在1992年,科学家们还注意到马拉高尼效应的另一个反常识的神奇技能。

咱们知道,水滴落到杯子里,会和杯子里的水融合在一起,这在物理学上叫做合并(coalesce)。

我们之前介绍过,通过振动液面,可以让液滴长时间不合并。

那年,国际航天任务 Spacelab mission d2的宇航员以及意大利那不勒斯大学的物理学家 Rodolfo monti在 onset实验中观察到让两个液滴不融合的方法,那就是制造巨大的温差。

这个神奇的现象引起了不少物理学家的兴趣,他们认为,这就是马拉高尼效应作怪。

原来,除了上面讲到的表面张力差(表面张力梯度),温差(温度梯度)也可以促成马拉高尼效应,因为温度越高,表面张力越小。

monti后来和同事们做了这样一种装置,上面的仪器悬挂着一滴液体,下面是同样液体形成的水平液面。

他们发现,如果温差很大,那么上面这滴液体死活不会和下面的液面融合。

更有趣的是,只要维持这样的温差,哪怕强行把液滴按到下面的液面以下,它也不愿意融合,把自己活活扭成了气球。

如果上方液滴和下方液面温差很大,那么液滴就不会和下面的液体融合。

但是,如果两个液体的温度完全一致,它们在几毫秒内就会融合。

那么,马拉高尼流是如何阻止液滴合并的呢?

这是因为上下液体之间存在温差,因此上面的液滴和下面的液面中都存在马拉高尼流。而这两股对冲的马拉高尼流搅动周围气体,使液体之间存在一层轻薄无感的气体,正是这层气体阻止了上下液体的合并。这个过程简而言之就是“冷朝热风”。

换成两滴液滴也是一样,两滴温差很大的硅油无法合并——

温差很大的液滴无法融合。

这个现象在焊接和制造合金时有很大的应用,因为在高温下熔化的金属也会遇到类似的问题。当然,在冬天冰冷的厕所里,大家也能看到带着余温的废液在尿池中最后的倔强。

上一章目 录下一章存书签
站内强推剑来 先婚后爱,顾少娇妻天天宠 全职法师 开局十倍修炼速度,高考我已无敌 俗世小三儿 蛊真人 灯花笑 官道:从殡仪馆平步青云 师姐,我快突破了 名门艳旅 渔港春夜 综武:开局混入美女聊天群 赵氏嫡女 长生仙路 仙逆 都市花语 鉴宝金瞳 我不是戏神 说好礼仪之邦,华夏十四亿魔修? 护花野蛮人 
经典收藏男欢女爱 截教扫地仙的诸天修行 作为玩家,您能正常点吗 全民领主:开局系统硬塞妖女给我 种菜骷髅的异域开荒 漫威世界的替身使者 亡灵的远征 四合院何雨柱之偷天换日 四合院之重启的柱子 修魔有道 丹符天尊 诸天:我可以催眠自己 求生:魔法灾变世界 我能看到隐藏奖励 你惹他干嘛?他是邪神走狗啊! 全民领主:我得到了两个领地 领主求生之天赋合成 公路求生,我能入侵修改系统 内卷猝死后,我在海洋求生当大佬 综合影视大玩家 
最近更新王老五修仙记 浣碧在钮祜禄氏做嫡女 穿越之盛世医妃林晚 超神之签到崛起 斩神:我的发小会甩锅 全民游戏化,只有我唯一职业 全息挑战:大学生无限求生游戏 从梦幻西游开始的游戏人生 文案馆全剧终 HP:斯莱特林贫困生 新还珠格格之人儿归家 塔防狂潮,我有无限装备栏! 我与老婆令人心梗的恋爱之旅 韩娱GD之上位之路 穿越次异世界的情缘2 全民求生游戏,开局一座小破屋 猎户座英雄 少女乐队:曾是她们的太阳 我滴个白月光突然就变绿茶了! 若若曦晨 
数学心 蔡泽禹 - 数学心txt下载 - 数学心最新章节 - 数学心全文阅读 - 好看的网游动漫小说