Ny forskning utforskar vätskedynamiken bakom ett fenomen som kallas vintårar. Upphovsman:Dukler et al. Physical Review Fluids (2020)
Ett litet team av forskare vid University of California har utvecklat en teori för att förklara formen av vinets tårar. De har skrivit en uppsats som beskriver sin teori och laddat upp den till arXiv preprint-server – den har godkänts för publicering i tidskriften Fysiska granskningsvätskor .
Tårar av vin, där en del av vinet i ett glas dras upp på sidorna och sedan rinner ner i det återstående vinet, är en vanlig företeelse. De resulterande mönstren som omger glaset har en likhet med mänskliga tårar. Forskare har funderat över effekten i över ett sekel, och deras forskning har delvis förklarat processen, men det fanns ett mysterium kvar -varför bildade vätskan tårformade mönster? I denna nya insats, forskarna har föreslagit vad de tror är svaret.
Tidigare studie visade att vinet dras upp på sidan av glaset genom kapillärverkan på grund av ytspänning. När vinet täcker glasytan, det börjar avdunsta, men alkohol avdunstar snabbare än vattnet, gör vätskan mindre alkoholhaltig. Och det leder till mer ytspänning, som drar vätskan ännu högre. Vid något tillfälle, vätskan övervinns av gravitationen, vilket tvingar tillbaka den ner i glaset. Hela denna process har kommit att kallas Marangoni-effekten, efter Carlo Marangoni, som studerade processen och publicerade sina idéer redan 1865. Vad som förblev okänt är varför vätskan bildas som tårformer.
För att förklara formerna, forskarna studerade effekten under en mängd inställningar, och utvecklade en teori. De föreslår att shockwave -teorin ger svaret. De noterar att stötvågor kan bildas när störningar uppstår även när de inte är i överljudshastigheter. Exempel har observerats när avdunstning tvingar en vätska att flöda. Under sådana omständigheter, stötvågorna kallas underkompressiva stötar. Forskarna föreslår att i frånvaro av sådana stötvågor, vinet skulle bildas i form av fingrar. De föreslår vidare att formen förändras av instabilitet i vätskan, leder till stötvågor som resulterar i omvända underkompressiva stötar och i slutändan, tårformade mönster som klamrar sig fast vid sidan av ett glas.
© 2020 Science X Network