Hvorfor en dråbe olie hopper i en vand/ethanolgradient og til sidst falder til bunden af ​​en krukke

Et team af forskere, der arbejder ved University of Twente, har løst mysteriet om, hvorfor en dråbe olie hopper gentagne gange, når den falder i en vand/ethanol -gradient, men til sidst falder til bunden af ​​en krukke. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , gruppen beskriver deres undersøgelse af den ulige adfærd.

I fysik, Marangoni -effekten beskriver forskelle i overfladespænding mellem væsker, der kan føre til tilsyneladende mærkelig adfærd, såsom "tårer", der dannes i et glas vin med meget alkohol i. I denne nye indsats, forskerne undersøgte Marangoni -effekten, da den gælder for sprøjtning af oliedråber i en krukke, der indeholder en vand/ethanolgradient.

For at konfigurere eksperimentet, forskerne hældte forsigtigt ethanol i en krukke vand, undgå for meget blanding, sådan, at en densitetsgradient dannes naturligt. Derefter, de introducerede en enkelt dråbe olie, I dette tilfælde, anethole, i beholderen. Dråben sank langsomt gennem blandingen, før den hurtigt vendte tilbage lige op igen. Dråben gør dette flere gange, før den til sidst synker helt til bunden af ​​beholderen. Efter grundig undersøgelse af hele scenariet, forskerne opdagede, hvad der rent faktisk skete.

I begyndelsen, dråben falder på grund af tyngdekraften - forskerne fandt ud af, at når det gør det, overfladespændingen på dråben er forskellig på toppen og bunden (Marangoni -effekten), hvilket resulterer i en energibesparelse. Når den når et vendepunkt, energien frigives, skubbe dråben tilbage op mod overfladen. Men hver gang den falder og springer tilbage, mængden af ​​stress, der bygger op, mindskes, sandsynligvis på grund af blanding af vand og ethanol, når dråben bevæger sig ned og op gentagne gange. Til sidst, mængden af ​​frigivet energi er ikke tilstrækkelig til at drive faldet opad, og det falder til bunden af ​​beholderen. Forskerne bemærker, at det samme scenarie kan replikeres ved hjælp af andre typer olie- og væskedensitetsgradienter.

© 2019 Science X Network