Загрязнение вверх по течению
Загрязнение вверх по течению плавающими частицами является противоречивым явлением в гидродинамике . При переливании воды из более высокой емкости в нижнюю плавающие в последней частицы могут подняться вверх по течению в верхнюю емкость. Однозначного объяснения до сих пор нет: экспериментальные и расчетные данные показывают, что загрязнение в основном вызвано градиентами поверхностного натяжения , однако на это явление также влияет динамика закрученных потоков, которые еще предстоит полностью изучить.
Происхождение
[ редактировать ]
Явление наблюдал в 2008 году аргентинец Себастьян Бьянкини во время приготовления чая мате , изучая физику в Гаванском университете .
Оно быстро привлекло интерес профессора Алехандро Лаге-Кастелланоса, который вместе с Бьянкини провел серию контролируемых экспериментов. Позже профессор Эрнесто Альтшулер завершил трио в Гаване , в результате чего была написана дипломная работа Бьянкини и короткая оригинальная статья, размещенная в сети arXiv. [1] и упоминается как удивительный факт в некоторых интернет-журналах. [2] [3] [4] [5]
Дипломная работа Бьянкини показала, что это явление можно воспроизвести в контролируемых лабораторных условиях, используя листья мате или меловой порошок в качестве загрязняющих веществ, и что для создания эффекта не нужны температурные градиенты (горячие вверху, холодные внизу). Исследование также показало, что поверхностное натяжение было ключом к объяснению эффекта Марангони . Об этом свидетельствовали два факта: (а) и мат, и мел снижали поверхностное натяжение воды, и (б) если бы в верхний резервуар было добавлено промышленное поверхностно-активное вещество, движение частиц вверх по течению остановилось бы.
Подтверждение
[ редактировать ]После выступления Лаге-Кастелланоса на Первом семинаре по физике сложных веществ в Гаване (март 2012 г.) профессор Трой Шинброт из Университета Рутгерса заинтересовался этой темой. Вместе со студентом Тео Сиу кубинские результаты были подтверждены и дополнены новыми экспериментами и численным моделированием в Рутгерсе, в результате чего была написана совместная рецензируемая статья. [6]
Позже это явление было независимо подтверждено другими. [7] Вопрос о том, играет ли роль динамическое поведение падающей воды, остается открытым вопросом.
Видео эффекта доступно на YouTube. [8] [7]
Подразумеваемое
[ редактировать ]Явление загрязнения вверх по течению может иметь отношение к промышленным и биотехнологическим процессам и может быть связано даже с движением протоплазмы . Это может означать, что некоторые передовые методы промышленных и биотехнологических процедур нуждаются в пересмотре.
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бьянкини, Себастьян; Лаге-Кастелланос, Алехандро; Альтшулер, Эрнесто (12 мая 2011 г.). «Загрязнение вверх по течению при сливе воды». arXiv : 1105.2585 [ физика.flu-dyn ].
- ^ «Загрязнения могут подниматься вверх по водопадам, говорят физики» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . 17 мая 2011 г. Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 г.
- ^ Гринвуд, Вероника (17 мая 2011 г.). «Маленькие частицы могут подниматься вверх водопадами, говорят физики, пьющие чай» . Откройте для себя журнал . Архивировано из оригинала 11 июля 2022 года . Проверено 11 июля 2022 г.
- ^ Йирка, Боб (18 мая 2011 г.). «Некоторые частицы способны подниматься вверх небольшими водопадами, — показывают физики» . Физика.орг . Архивировано из оригинала 11 июля 2022 года . Проверено 11 июля 2022 г.
- ^ Грант, Эндрю (2 июля 2013 г.). «Частицы бросают вызов гравитации и плывут против течения» . Новости науки . Архивировано из оригинала 23 апреля 2015 года . Проверено 19 октября 2014 г.
- ^ Бьянкини, Себастьян; Лаге, Алехандро; Сиу, Тео; Шинброт, Трой; Альтшулер, Эрнесто (8 сентября 2013 г.). «Загрязнение вверх по течению плавающими частицами» . Труды Королевского общества А. 469 (2157): 20130067. Бибкод : 2013RSPSA.46930067B . дои : 10.1098/rspa.2013.0067 .
- ^ Jump up to: а б «Загрязнение вверх по течению плавающими частицами» . Ютуб. 2014. Архивировано из оригинала 1 сентября 2019 г. Проверено 11 октября 2014 г.
- ^ А. Лаге-Кастелланос (7 августа 2013 г.). «Загрязнение вверх по течению плавающими частицами» . Ютуб. Архивировано из оригинала 7 марта 2016 года . Проверено 11 октября 2014 г.