跳到主要内容

话题

柔软物质和液体

柔软物质和液体

由重力产生的葡萄酒的泪水引起冲击波

21 Apr 2020
泪水
不稳定的波浪:在一杯高酒精(13.5%)葡萄酒的阴影中清晰可见的葡萄酒。 (礼貌:Flagsteward / Cc By-SA 3.0)

在美国的科学家解释了重力在产生叫做眼泪的独特葡萄酒中的作用。 andrea bertozzi. 加州大学的同事,洛杉矶已经向玻璃侧面的一部葡萄酒中的力量造成了一个“反向驳回的冲击波”,致力于形成泪水

泪水 - 有时称为腿或手指 - 在室温下最好的酒精葡萄酒最佳地观察到。使用带固定壁角的马提尼玻璃也有助于。为了创造泪水,首先覆盖玻璃并旋转葡萄酒。然后将玻璃设置在玻璃杯中并在几秒钟后拆下盖子。您应该看到爬上玻璃玻璃上方的圆形波晃动,爬上半月板。在旅行时,波浪产生小液滴,其落入玻璃的形状,让人想起人类撕裂,这些泪都长得多于波长。

在一个多个世纪以上,物理学家都知道葡萄酒在一个名为Marangoni流程的过程中爬上一杯。 1855年,詹姆斯汤普森(哥哥赫尔文勋爵)是第一个描述该效果的人。十年后意大利物理学家Carlo Marangoni写了关于论文的流程 - 最终借给他的名字。然后在1878年,美国Polymath Willard Gibbs发表了一个描述Marangoni流程的理论。

Marangoni流动发生在两个液体的界面,具有不同的表面张力。随着泪水,差异是通过从填充线上的玻璃的内表面的葡萄酒薄膜快速蒸发来产生差异。醇的损失增加了薄膜中剩余液体相对于下面的玻璃葡萄酒的表面张力。这将液体从玻璃中拉出,最终落在称为撕裂,腿或手指的下降中。有什么困惑的研究人员,是液体形成泪水的原因,而不是在纸张或溪流中滚压。

升级的课程项目

虽然Marangoni流动已经研究了165年,但潜在的理论并不完整。 2019年,Andrea Bertozzi正在讲述酒的泪水,并告诉 物理世界: “我以为我会做一个有趣的讲座,我甚至可以带一些葡萄酒来做一个演示。正如我正在准备我的材料并详细介绍研究论文,我意识到文学中存在巨大差距“。

她补充道,“我的一部分讲座最终是关于缺少的东西以及我们可以科学地对它做的事情。我的学生 Yonatan Dukler. 决定让这个主题他的班级项目”。该项目现已延长,结果已延长 物理评论流体 与Dukler作为领导作者和杭杰·吉和克劳迪娅猎鹰借着援助。

逆转底层抑制休克

这四名研究人员意识到当前的撕裂理论在描述重力的作用时没有做得非常好,这将液体沿着泪水的形式拉下玻璃的侧面。该团队创建了一种定量模型,该模型假设恒定的表面张力梯度上升玻璃的一侧。他们发现爬上玻璃的液体薄膜的厚度在撕裂的形成中起着至关重要的作用。

如果液体在均匀厚的薄膜中爬上玻璃,它将再次向下速度,而不是产生泪水。相反,由Bertozzi和同事所做的实验和计算表明,液体以凸起的波在其背后留下较薄的薄膜。这可以描述为“反向底层抑制冲击波”,这已知是不稳定的。这意味着沿着波浪的小不均匀性可能会导致撕裂撕裂。

根据 奥马尔Matar. 伦敦帝国学院,研究是“一个重要的结果,说明了物理学中的丰富性和凭借葡萄酒问题的泪水的潜在数学结构,这仍然是本天对科学家的迷恋来源“。他补充说,这项工作“代表了一些令人兴奋的未来方向的出发点,让我们探讨玻璃三维几何形状的影响,以及玻璃表面张力梯度的发展的影响。眼泪的形态“。

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者