Жидкость с множеством тайн: как на самом деле формируется капля воды
Основные способы движения жидкости при контакте с поверхностью — это смачивание и каплеобразование. Оба процесса очень важны в биологии, химии и материаловедении. Именно смачивание управляет высыханием, образованием покрытий и смазыванием, и делает возможной сверхтекучесть. С изучением и применением каплеобразования все обстоит не так хорошо. Долгое время ученым не удавалось описать образование капли воды на несмачиваемой поверхности. В природе такие процессы не происходят, поэтому их пришлось провоцировать искусственно, при помощи диэлектрофореза.
При смачивании капля воды растягивается в пленку, принимая форму линзы, которая затем растягивается до состояния тонкой пленки жидкости. Процесс образования капли из пленки оказался не просто повторением смачивания в обратном порядке. Для того, чтобы заснять этот процесс на камеру, ученые поместили капли жидкости в неоднородное электрическое поле. При манипуляциях с электрическим полем пленка жидкости на поверхности начинала собираться в каплю, причем в начале процесса возникало утолщение по краям пленки. Полная математическая симуляция поведения жидкости при каплеобразовании поможет лучше понять многие процессы в жидкостях и на границах раздела сред — например, испарение, конденсацию и взаимодействие капель.
Бонус: 5 занимательных фактов о воде
- Молекула воды имеет угол между атомами водорода и кислорода около 104.5 градусов, что обуславливает ее уникальные свойства.
- Вода обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью, что делает ее идеальным средством для регулирования температуры в природе и в организме.
- Молекулы воды являются полярными, что обуславливает их способность образовывать водородные связи и создавать клубки при замерзании.
- Вода является универсальным растворителем благодаря своей полярности, что позволяет ей растворять большинство химических веществ.
- При температуре 374°C и давлении 218 атмосфер вода достигает критической точки, при которой жидкая и газообразная фазы становятся неотличимыми.