Dabar populiaru
Publikuota: 2017 kovo 7d. 08:48

Šąlančių lašų sprogimai: tokių siurprizų fizikai nesitiki

Šąlantis vandens lašas
Youtube.com iliustr. / Šąlantis vandens lašas

Sprogimus visada įdomu stebėti (saugiu atstumu) – liepsnos, dūmai, karštis. Tačiau dar įdomiau, kai sprogsta dalykai, iš kurių tokių siurprizų nesitikime. Twente universiteto fizikai aprašė procesus, sukeliančius greitai užšąlančių vandens lašelių sprogimą.

Pagrindinis – šąlančio vandens plėtimasis. Paaiškėjo, greitis, kuriuo išsilaksto ledo fragmentai, nuo lašo dydžio praktiškai nepriklauso. Pasak mokslininkų, šis tyrimas padės tiksliau modeliuoti vandens lašų užšalimą debesyse ir krušos susidarymą. Tyrimas publikuotas žurnale Physical Review Letters, trumpai apie jį praneša Physics. Papildomoje mokslinio straipsnio medžiagoje autoriai pateikia laše vykstančių sparčių procesų vaizdo įrašą.

Staigiai šaldant skystį, vyksta neįprasti procesai. Pavyzdžiui, į šaltą vandenį krentantis išlydytas stiklas pavirsta „princo Ruperto lašu“: itin tvirtą kietą lašą su ilga uodega. Pats lašas atlaiko netgi smūgį plaktuku, tačiau nulaužus trapios uodegėlės galiuką, visa struktūra sprogsta, išlaisvindama vidinį įtempimą. Tokias savybes lemia netolygūs stiklo stingimo procesai.

Kitaip nei stiklas, vanduo pasižymi išskirtine savybe — užšaldamas jis plečiasi. Tai pakeičia staigaus vandens užšalimo procesą. Naujo darbo autoriai greituoju filmavimu tyrinėjo užšalimo procesus ir sukūrė jų modelį.

Eksperimentas buvo atliekamas, nedidelius vandens lašus padedant į mažo slėgio kamerą ir sparčiai juos šaldant – taip vanduo būdavo peršaldomas. Tai – metastabili būsena, kai lašas lieka skystas, nors jo temperatūra žemesnė už ledėjimo. Peršaldytas skystis gali staigiai užšalti nuo bet kokio išorinio poveikio. Kad lašeliai liktų apskriti, mokslininkai naudojo superhidrofobinę dangą. Atšaldytus lašelius tyrėjai švelniai paliesdavo sidabro jodido adatėle. Taip būdavo inicijuojamas ledėjimas.

VIDEO: Water Drops Freezing from the Outside In (and how they Explode)

Iš pradžių ledas padengdavo išorinį lašelio paviršių ir pradėdavo sparčiai skverbtis gilyn. Po to didėjantis vidinis slėgis išspausdavo vandenį į paviršių, kur jis kaip mat suledėdavo. Toliau šąlančiame lede radosi įtrūkimai, kuriuos greitai užpildydavo vanduo. Dėl tolesnio ledėjimo viduje augo slėgis ir galiausiai, praėjus porai sekundžių, lašas sprogdavo.

Mokslininkai pademonstravo, kad šio sprogimo charakteristikos labiausiai priklausė nuo lašelio medžiagos — ledo atsparumo tempimui ir vandens tamprumo. Milimetro dydžio lašo skeveldrų skriejimo greitis praktiškai nekito, keičiantis lašo dydžiui. Pačiuose mažiausiuose lašuose pasidarydavo svarbus paviršiaus įtempimas — jei lašų skersmuo neviršijo 100 mikrometrų, jie nesprogdavo visai.

Technologijos.lt
Temos: 2 Vanduo Fizika

Pranešti klaidą

Sėkmingai išsiųsta

Dėkojame už praneštą klaidą

Naujienos

Aktualu

Austėja atsisveikino su dvejus metus širdies laukusiu tėčiu: „Vylėmės, kad tikrai sulauksime“

Kultūra

Justinas Žilinskas: Kas yra ir su kuo valgoma „fantasy“?

Verslas

Prieš rugsėjį lietuviai užgulė Suvalkus – mokinius čia apiperka perpus pigiau

Gazas

Lietuvos institucijos svarsto, kaip pažaboti elektrines transporto priemones

Vardai

Remigijus ir Rovena Žiogai pakrikštijo sūnų Rojų: ypatingą dieną ir patys tapo krikšto tėvais

Kultūra

15min rekomenduoja: kokių renginių nepraleisti kitą savaitę?

Aktualu

Aplaidumas: Didžiosios sinagogos liekanas tampo praeiviai – niekas nesaugo

Gyvenimas

Psichologas: užslopintas stresas gali sukelti ir širdies smūgį

Aktualu

Žiaurius eksperimentus su žirgais vykdžiusiam ūkininkui – tik įspėjimas

Kultūra

„Sapiens“ autorius Y.N.Harari: „Nemokamos informacijos idėja yra labai pavojinga“

Sportas

Vilniaus meras apdovanojo geriausias „Velomaratono“ komandas

Maistas

Orkaitėje kepti pomidorai – ir greitam valgymui, ir keliems mėnesiams šaldiklyje

Sportas

Stebuklinga alkūnė: įniršio kupinas S.Gaižauskas nokautu patiesė dar vieną tailandietį

Vardai

Garsios moterys pasidalijo savo grožio paslaptimis: ką naudoja, dėl ko gailisi ir kam neturi laiko?

Verslas

Nepaliesta laiko: parduodama Art deco stilių išlaikiusi vila

Verslas

JAV doleris užleidžia pasaulio valiutos lyderio poziciją?

Vardai

Policijos generalinis komisaras L.Pernavas priėmė A.Pauliukevičiaus iššūkį – išbandė galiūnų sportą

Gyvenimas

Naujas tyrimas: prastas miegas gali priversti jus jaustis vienišus

24sek

Europos čempionatas Kaune: Vokietija – Lietuva

Verslas

Trūkstant finansavimo, pasaulio kelių būklė vis prastėja

Naujienos

Aktualu

Austėja atsisveikino su dvejus metus širdies laukusiu tėčiu: „Vylėmės, kad tikrai sulauksime“

Kultūra

Justinas Žilinskas: Kas yra ir su kuo valgoma „fantasy“?

Verslas

Prieš rugsėjį lietuviai užgulė Suvalkus – mokinius čia apiperka perpus pigiau

Gazas

Lietuvos institucijos svarsto, kaip pažaboti elektrines transporto priemones

Vardai

Remigijus ir Rovena Žiogai pakrikštijo sūnų Rojų: ypatingą dieną ir patys tapo krikšto tėvais

Kultūra

15min rekomenduoja: kokių renginių nepraleisti kitą savaitę?

Aktualu

Aplaidumas: Didžiosios sinagogos liekanas tampo praeiviai – niekas nesaugo

Gyvenimas

Psichologas: užslopintas stresas gali sukelti ir širdies smūgį

Aktualu

Seimo vicepirmininkas: sprendimą neteikti informacijos pasiūlė kai kurie parlamentarai 

Aktualu

Žiaurius eksperimentus su žirgais vykdžiusiam ūkininkui – tik įspėjimas

Kultūra

„Sapiens“ autorius Y.N.Harari: „Nemokamos informacijos idėja yra labai pavojinga“

Sportas

Vilniaus meras apdovanojo geriausias „Velomaratono“ komandas

Maistas

Orkaitėje kepti pomidorai – ir greitam valgymui, ir keliems mėnesiams šaldiklyje

Sportas

Stebuklinga alkūnė: įniršio kupinas S.Gaižauskas nokautu patiesė dar vieną tailandietį

Vardai

Garsios moterys pasidalijo savo grožio paslaptimis: ką naudoja, dėl ko gailisi ir kam neturi laiko?

Verslas

Nepaliesta laiko: parduodama Art deco stilių išlaikiusi vila

Vardai

Policijos generalinis komisaras L.Pernavas priėmė A.Pauliukevičiaus iššūkį – išbandė galiūnų sportą

Gyvenimas

Naujas tyrimas: prastas miegas gali priversti jus jaustis vienišus

Verslas

JAV doleris užleidžia pasaulio valiutos lyderio poziciją?

24sek

Europos čempionatas Kaune: Vokietija – Lietuva

Vardai

Atgal į mokyklą

Parašykite atsiliepimą apie Mokslas.IT