Fysikere viser matematik bag væksten af ​​'kafferinge'

Oversigt:

Fysikere har udviklet en matematisk model, der nøjagtigt kan forudsige væksten af ​​kafferinge, de grimme brune pletter, der dannes på overflader, efter at en dråbe kaffe tørrer. Modellen tager højde for flere faktorer, der påvirker ringens vækst, herunder koncentrationen af ​​kaffefaststoffer i dråben, overfladetemperaturen og luftens relative fugtighed. Denne forskning kan føre til nye måder at forhindre eller fjerne kafferinge og andre lignende pletter.

Krop:

Kafferinge er et almindeligt syn i hjem og kontorer rundt om i verden. De er forårsaget af fordampning af en dråbe kaffe, som efterlader en ring af kaffefaststoffer. Disse faste stoffer består for det meste af chlorogene syrer, som er naturligt forekommende forbindelser i kaffebønner.

Væksten af ​​kafferinge er blevet undersøgt i mange år, men indtil nu har der ikke eksisteret en omfattende matematisk model, der præcist kan forudsige, hvordan de vokser. I et nyt studie, offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Fluids, har fysikere ved University of California, Berkeley, udviklet en sådan model.

Modellen tager højde for flere faktorer, der påvirker væksten af ​​kafferinge, herunder:

* Koncentrationen af ​​kaffefaststoffer i dråben

* Overfladetemperaturen

* Luftens relative fugtighed

Forskerne fandt ud af, at koncentrationen af ​​kaffefaststoffer er den vigtigste faktor for at bestemme størrelsen af ​​en kaffering. Jo højere koncentrationen er, jo større bliver ringen. Overfladetemperaturen og den relative luftfugtighed spiller også en rolle, men i mindre grad.

Forskerne testede deres model ved at sammenligne den med eksperimentelle data om væksten af ​​kafferinge. De fandt ud af, at modellen var i stand til præcist at forudsige ringenes størrelse.

Denne forskning kan føre til nye måder at forhindre eller fjerne kafferinge og andre lignende pletter. For eksempel fandt forskerne ud af, at tilsætning af en lille mængde sukker til kaffe kan være med til at reducere størrelsen på kafferinge. Det skyldes, at sukker fungerer som et overfladeaktivt middel, hvilket reducerer kaffens overfladespænding.

Forskernes resultater kunne også anvendes til andre situationer, hvor fordampning efterlader en ring af faste stoffer, såsom mælkepletter på bordplader eller vandpletter på vinduer.

Konklusion:

Væksten af ​​kafferinge er en kompleks proces, der påvirkes af flere faktorer. Fysikere har nu udviklet en matematisk model, der præcist kan forudsige, hvordan kafferinge vokser. Denne forskning kan føre til nye måder at forhindre eller fjerne disse grimme pletter på.