Prúd kvapaliny sa pri páde rozpadá na kvapky. Za jav známy zo záhradných hadíc či fontán môže tzv. Rayleighova-Plateauova nestabilita. Tá spôsobuje, že malé hrbolčeky a zvlnenia na prúde vody rastú, až kým sa prúd neroztrhá vplyvom povrchového napätia. Pôvod počiatočných zvlnení však nebol známy. Podľa fyzika Daniela Bonna a jeho kolegov z Amsterdamskej univerzity, ktorí experimentovali s kvapalinovými prúdmi, môže rozpad prúdu vznikať z vibrácií molekúl kvapaliny.
Bonnov tím použil rôzne dýzy – drsné aj hladké, od mikrometrových až po milimetrové, a kvapaliny s odlišnou viskozitou, hustotou a povrchovým napätím. Zistili, že kvalita dýzy nemala vplyv na vzdialenosť, po ktorej sa prúd rozpadol. Všetko sa však dalo vysvetliť, keď sa medzi počiatočné poruchy zarátali tepelné fluktuácie – náhodné kmitanie molekúl spôsobené teplom. Extrapolácia údajov určila veľkosť pôvodného narušenia povrchu prúdu asi na desatinu nanometra, čo zodpovedá veľkosti tepelných kmitov molekúl vody. Vedci použili kvapaliny s odlišným povrchovým napätím, čím tepelné fluktuácie zvýrazňovali alebo potláčali. Rozpad na kvapky je podľa D. Bonna dôležitý pre rôzne aplikácie od atramentovej tlače po hmly vytvárané inhalátormi na astmu.
Zo stránky ScienceNews spracovala Barbora Prikrylová
Viac takýchto článkov a exkluzívneho obsahu môžete získať vďaka predplatnému.
Máte predplatné?
Prihlásiť sa