Mystery Popped: Science Of Bubbles Decoded

{h1}

Studiind grupuri de bule de săpun, cercetătorii au creat o serie de ecuații care modelează eficient comportamentul dinamic al spumelor.

Oricine a legat săpunul sau a văzut suduri spumoase se formează pe deasupra soda proaspăt turnată a fost martorul științei delicate a bulelor în acțiune. Dar, în timp ce bulele și materialele spumoase sunt obișnuite în viața de zi cu zi, oamenii de știință s-au străduit să modeleze comportamentul complicat al suds-ului - modul în care grupurile de bule cresc, își schimbă forma și în cele din urmă apar.

Acum, cercetătorii de la Universitatea din California, Berkeley au creat o serie de ecuații care modelează modul în care evoluează ciorchine spumoase, pe baza examinării lor de bule de săpun schimbătoare de formă. Rezultatele, publicate astăzi (9 mai) în revista Science, ajută la prezicerea mișcării complexe și dinamice a spumelor.

Înțelegerea și prezicerea comportamentului cu bule este importantă, deoarece producerea de substanțe chimice pe care ne bazăm, cum ar fi ignifugii, implică spume și spume.

Construirea de modele matematice pentru spume este dificilă, deoarece sunt făcute din bule individuale conectate între ele într-un cluster, adesea împărțind ziduri sau granițe, a spus James Sethian, profesor de matematică la Universitatea din California, Berkeley și coautor al noului studiu.

„Efectele fizice conduc aceste interfețe, iar complexitatea are legătură cu faptul că mecanica are loc pe o gamă largă de scale și timp de spațiu”, a declarat Sethian pentru WordsSideKick.com. „Este dificil să construiți modele numerice care să vă permită să asociați aceste solzi diferit, astfel încât să discute între ei într-un mod corect și rezonabil din punct de vedere fizic”. [Sculpturi lichide: fotografii strălucitoare de apă care cade]

Sethian și coautorul său, Robert Saye, au identificat trei faze cheie ale evoluției spumei: rearanjarea bulelor; drenarea lichidului prin pereții subțiri sau prin membrane; și etapa ulterioară în care membranele devin atât de subțiri, bulele izbucnesc.

Cercetătorii și-au testat modelul pe grupuri de bule de săpun de diferite dimensiuni și au descoperit că modelele au prezis cu exactitate mișcarea sudurilor.

„Dinamica se schimbă ca funcție a numărului de bule, a materialelor implicate și a vâscozității lichidelor”, a spus Sethian.

Denis Weaire, fizician și profesor emerit la Trinity College Dublin din Irlanda, a numit cercetarea „un început nou” în studiul fizicii spumei. Weaire nu a fost implicat în noul studiu, dar a scris un articol editorial care discuta despre implicațiile descoperirilor.

"Cred că oameni ca mine au așteptat această dezvoltare de ceva timp", a spus Weaire pentru WordsSideKick.com.

Bulele și spumele sunt create prin captarea buzunarelor de aer din lichide și sunt dependente de o proprietate a fluidului numită tensiune superficială. Tensiunea de suprafață ridicată este cea care permite unei clipe de hârtie să plutească pe suprafața apei în loc să fie scufundată.

Când apa curge dintr-un robinet, se formează bule mici, dar apar foarte repede. Acest lucru se datorează faptului că tensiunea de suprafață a apei este mare, astfel încât bulele dezvoltă membrane foarte subțiri, ceea ce le determină să se rupă cu ușurință.

Substanțele active de suprafață sau agenții tensioactivi sunt compuși organici care se lipesc de suprafața apei, ceea ce scade tensiunea superficială și stabilizează bule. Săpunul și lichidul de spălat vase sunt exemple de materiale care conțin agenți tensioactivi, ceea ce explică de ce apa cu săpun poate crea mari grupuri de bule, în timp ce apa normală nu poate.

Weaire a spus că noile ecuații vor ajuta fizicienii să studieze așa-numitele spume instabile, în care diverși factori, cum ar fi gravitația, determină scurgerea fluidelor prin membranele bulelor, ceea ce în cele din urmă le face să izbucnească.

„Provocarea în viitor va fi descrierea acestor situații dinamice sau spume instabile care sunt departe de echilibru”, a spus Weaire. „Unde va conduce totul este greu de spus, dar aceasta deschide un nou centru pentru subiect”.

Urmați Denise Chow pe Twitter @denisechow. Urmați WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook. Articol original pe WordsSideKick.com.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Cum Este Energia Ecologică Care Determină Creșterea Afacerii?
Cum Este Energia Ecologică Care Determină Creșterea Afacerii?

Cum Funcționează Noul Medicament Pentru Depresie Postpartum?
Cum Funcționează Noul Medicament Pentru Depresie Postpartum?

60 De Mumii Egiptene Antice, Înmormântate Împreună, Au Murit „Moarte Înspăimântătoare Și Temătoare”
60 De Mumii Egiptene Antice, Înmormântate Împreună, Au Murit „Moarte Înspăimântătoare Și Temătoare”

Galerie: Cea Mai Veche Artă Rock Din Europa
Galerie: Cea Mai Veche Artă Rock Din Europa

Bacteriile Super Salmonella Găsite
Bacteriile Super Salmonella Găsite


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2019 RO.WordsSideKick.com