Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
РИА Наука

Физики исследовали поведение капель в "плоском тумане"

© Иллюстрация РИА Новости . А.ПолянинаУпорядоченность частиц пара над нагретой водой
Упорядоченность частиц пара над нагретой водой

 

МОСКВА, 26 мая — РИА Новости. Физики из Тюменского государственного университета исследовали микрочастицы пара, которые образуются над нагретой поверхностью воды,  и могут на несколько минут самостоятельно собираться в геометрически правильные структуры. Ученые смогли продлить "жизнь" кластера и исследовать процессы, которые происходят внутри капли. Статья коллектива ведущих специалистов из России, США и Израиля с результатами многолетних исследований опубликована в журнале Scientific Reports.

"Известно, что вода может образовывать гексагонально-симметричные структуры (снежинки) в твердом состоянии, но такого рода упорядоченность утрачивается при переходе в жидкое состояние, — комментирует работу  заведующий лабораторией микрогидродинамических технологий ТюмГУ Александр Федорец. —  Например, дымка над чашкой горячего чая, туман и водяные облака состоят из множества хаотически перемещающихся капель. Удивительно, но при определенных условиях хаос сменяется порядком: мелкие сферические капли воды с диаметром на уровне десятков микрон образуют самоорганизующиеся гексагональные структуры – капельные кластеры, которые левитируют над локально нагретой поверхностью воды.  Такой искусственный "плоский туман", приготовленный в Тюменском университете, открывает принципиально новые возможности изучения физических и химических процессов в микроскопических каплях водных аэрозолей".

© Фото : ТюмГУКапельный кластер
Капельный кластер

В новой статье впервые проведен качественный анализ совокупности основных физических процессов, сопровождающих формирование и левитацию устойчивых капельных кластеров. В частности, расчёты энтропии Вороного показали, что при "самосборке" кластера из вновь поступающих капель возрастает и степень упорядоченности его структуры.

Южный полюс Земли и облака над океаномЗеленые пятна на воде – цветущий фитопланктон
Ученые: половина облаков Земли порождена дыханием планктона в океанахФизики выяснили, что примерно половина ярких белых облаков в небесах обязана своим происхождением жизнедеятельности фитопланктона в океанах Земли, чьи клетки выделяют в атмосферу огромное количество аэрозолей, из которых и "вырастают" облака.
В 2003 году ученые из Тюменского государственного университета обнаружили явление самоорганизации капель воды в упорядоченные кластеры. Капли левитируют непосредственно над  поверхностью воды за счет восходящих потоков воздуха и находятся в стабильном состоянии до нескольких минут. Как только капля увеличивается в размерах за счет конденсации, она становится все более тяжелой, восходящие потоки уже не могут ее держать, капля "падает" в воду и кластер распадается. Все это происходит в тысячные доли секунды и затрагивает миллионы капель одновременно.  Исследователям удалось удержать кластер в стабильном состоянии в течение нескольких часов, облучая кластеры инфракрасным светом. Это позволило подробно изучить микрокапли, их поведение в кластере и  процессы, которые происходят внутри капли.

Рекомендуем
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала