Штормовое масло
Штормовое масло описывается как почти нерастворимое в воде масло, действующее как поверхностно-активное вещество , и с древних времен оно использовалось для сглаживания океанских волн. [ 1 ] [ 2 ] Исторически его использовали для облегчения спасательных операций на море и повышения безопасности мореплавания, включая выливание нефти на поверхность океана для уменьшения интенсивности волн. [ 3 ] [ 4 ] Практически несмешиваемая разлитая нефть действует как поверхностно-активное вещество, накапливаясь на поверхности, а когда волны локально растягиваются или сжимаются, это приводит к градиенту концентрации, вызывающему тангенциальные силы сдвига, ведущие к дополнительному рассеянию и затуханию. [ 5 ] [ 1 ] Позже эти явления были открыты и научно исследованы такими фигурами, как Бенджамин Франклин , лорд Рэлей и Агнес Поккельс , что коллективно углубило научные знания о поверхностном натяжении и динамике волн. [ 1 ] [ 4 ]
Описание
[ редактировать ]пароходы и спасательные шлюпки из многих стран. Для их перевозки до конца 20 века требовались [ 6 ] [ 7 ] включило Учебное пособие морской службы США штормовое масло в список общего оборудования на борту спасательных шлюпок. [ 8 ] в то время как Закон о торговом мореплавании 1894 года ( 57 и 58 Vict. C. 60) предписывал использовать их для британских судов до 1998 года. [ 6 ] [ 7 ] Часто растительное или рыбий жир . в качестве дешевого масла использовалось [ 6 ]
Нефть оказывает на воду демпфирующее действие и быстро образует на большой площади поверхности тонкий слой, поглощающий часть энергии волн. [ 6 ] [ 9 ] Это предотвращает распространение ветра по воде; таким образом, волны не могут формироваться так легко. [ 10 ]
История
[ редактировать ]Эту практику можно проследить еще в 350 году до нашей эры у Аристотеля и до начала I века у Плиния Старшего . Аристотель описал, как масло намазывают глаза дайверов с намерением «успокоить поверхность и позволить лучам света достичь их». Предполагается, что китобойные суда, находясь в сильном волнении, развешивают жир вокруг корпуса, чтобы успокоить океан. [ 11 ] Бенджамин Франклин, как известно, исследовал успокаивающие свойства нефти на волнах во время своих визитов в Англию в 1757 году для переговоров по вопросам налогообложения. [ 1 ] демонстрируя эффект на таких озерах, как Дервентуотер . Сообщения между Франклином и Уильямом Браунриггом показывают, что Франклин впервые столкнулся с этим явлением на борту корабля в 1757 году и исследовал его несколько лет спустя вместе с Браунриггом и сэром Джоном Принглом . [ 12 ] Это привело к обсуждению этой темы в Королевском обществе 2 июня 1774 года. Франклин также был первым, кто провел контролируемый эксперимент на различных прудах и озерах в Англии, и первым опубликовал результаты в виде научной публикации. [ 13 ] [ 1 ] Среди последующих исследователей были Стратт , [ 14 ] Лорд Рэлей . [ 1 ] Параллельно Агнес Покельс , работая на своей кухне в Брансуике, Германия, экспериментировала со свойствами монослоев масла на воде, измеряя толщину слоев масла на воде примерно 1,3 нанометра. [ 15 ] Ее работа по изучению штормовой нефти с помощью техники баланса поверхностной пленки позже повлияла на конструкцию таких инструментов, как желоб Ленгмюра. [ 15 ] Поккельс также предположил, что успокаивающее воздействие нефти на воду связано не только с уменьшением поверхностного натяжения, но и с дополнительным сопротивлением вязкости. [ 1 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г Лозе, Детлеф (10 декабря 2023 г.). «Поверхностно-активные вещества на мутной воде» . Журнал механики жидкости . 976 . дои : 10.1017/jfm.2023.891 . ISSN 0022-1120 .
- ^ Бехрузи, Питер; Кордрей, Кимберли; Гриффин, Уильям; Бехрузи, Фередун (1 мая 2007 г.). «Успокаивающее действие масла на воду» . Американский журнал физики . 75 (5): 407–414. Бибкод : 2007AmJPh..75..407B . дои : 10.1119/1.2710482 . ISSN 0002-9505 .
- ^ «Волны, покоренные нефтью» (PDF) . Нью-Йорк Таймс . 14 декабря 1892 года . Проверено 24 сентября 2013 г.
- ^ Jump up to: а б Мертенс, Йост (1 января 2006 г.). «Нефть в мутной воде: Бенджамин Франклин и честь голландских моряков» . Физика сегодня . 59 (1): 36–41. Бибкод : 2006ФТ....59а..36М . дои : 10.1063/1.2180175 . ISSN 0031-9228 .
- ^ СКРИВЕН, LE; СТЕРНЛИНГ, резюме (июль 1960 г.). «Эффекты Марангони» . Природа . 187 (4733): 186–188. Бибкод : 1960Natur.187..186S . дои : 10.1038/187186a0 . ISSN 0028-0836 . S2CID 5173559 .
- ^ Jump up to: а б с д «В некоторых ситуациях суда сбрасывают нефть намеренно» . Управление реагирования и восстановления . Проверено 26 января 2018 г.
- ^ Jump up to: а б «мешок, масло» . Национальный морской музей . Проверено 26 января 2018 г.
- ^ «Спасательные шлюпки, оборудование спасательных шлюпок и плоты» . www.USMM.org . Проверено 24 сентября 2013 г.
- ^ Питер Бехрузи (май 2007 г.). «Успокаивающее действие масла на воду». Американский журнал физики . 75 (5): 407–414. Бибкод : 2007AmJPh..75..407B . дои : 10.1119/1.2710482 .
- ^ Роб Во (15 декабря 2016 г.). «Смотрите, как столовая ложка оливкового масла успокаивает волны на озере» . Yahoo! . Проверено 28 января 2018 г.
- ^ «Лить масло на «мутную воду» » . Глубоководные новости. 23 июня 2010 года . Проверено 26 января 2018 г.
- ^ «От Бенджамина Франклина Уильяму Браунриггу, 7 ноября 1773 года» . Основатели онлайн. 15 декабря 2016 года . Проверено 28 января 2018 г.
- ^ Йост Мертенс (январь 2006 г.). «Нефть в мутной воде: Бенджамин Франклин и честь голландских моряков» . Физика сегодня . 59 (1): 36–41. Бибкод : 2006ФТ....59а..36М . дои : 10.1063/1.2180175 .
- ^ «IV. Измерения количества масла, необходимого для проверки движения камфоры в воде» . Труды Лондонского королевского общества . 47 (286–291): 364–367. 31 декабря 1890 г. doi : 10.1098/rspl.1889.0099 . ISSN 0370-1662 .
- ^ Jump up to: а б Деррик, М. Элизабет (декабрь 1982 г.). «Агнес Поккельс, 1862–1935» . Журнал химического образования . 59 (12): 1030. Бибкод : 1982JChEd..59.1030D . дои : 10.1021/ed059p1030 . ISSN 0021-9584 .