211service.com
Ar kada susimąstėte, kodėl jūsų vynas verkia? Kaltinkite smūgines bangas.
Šimtmečius mokslininkai svarstė ašaras, kurios susidaro vyno taurėse. Dabar jie mano, kad žino, kaip tai vyksta. 2019 m. spalio 18 d
Ranka laikanti taurę raudono vyno Bertrand Mouth | Atskleiskite purslą
Skaitytojai, kurie retkarčiais susimąsto apie vyno taurės dugną, tikrai bus susipažinę su viena didžiausių visatos paslapčių. Tai yra šimtmečių senumo pastebėjimas, kad vynas kartais gali pakilti taurės paviršiumi, o tada, kai vėl laša žemyn, gali susidaryti ašaros. Kaip tai?
Šiandien sumišimas išspręstas – bent iš dalies – dėka Yonatan Dukler ir kolegų iš Kalifornijos universiteto Los Andžele. Šie vaikinai nesavanaudiškai paskyrė savo tyrimus šiam reiškiniui ir sako, kad rado atsakymą.
Pradėkime pripildydami taures – nedidelį kiekį didelio alkoholio vyno martinio taurėje. Stebėkite, kaip plonas sluoksnis nubrėžiamas ant stiklo paviršiaus virš pagrindinio skysčio korpuso.
Šis efektas yra gerai suprantamas, nes suprantama, kad jis pritraukė kai kuriuos didžiausius fizikos protus. Amerikiečių mokslininkas Willardas Gibbsas 1875 metais paskelbė visą teorinį traktavimą.
Tai buvo bent iš dalies pagrįsta Jameso Thomsono, lordo Kelvino brolio, darbu prieš 20 metų. Thomsonas atrado, kad poveikis atsiranda dėl to, kad vynas yra vandens ir etanolio mišinys, o vanduo turi didesnį paviršiaus įtempimą.
Iš pradžių vynas kapiliariniu būdu patraukia taurės paviršių. Tai atsitinka, kai paviršiaus įtempimas priverčia skysčio paviršių aukštyn vertikaliomis stiklinio indo sienelėmis.
Vyno taurėje šis plonas sluoksnis iš karto pradeda garuoti, o alkoholis išgaruoja greičiau nei vanduo. Dėl to sluoksnis tampa mažiau alkoholio turintis, o didesnė vandens koncentracija sukelia didesnį paviršiaus įtempimą nei pagrindinės vyno dalies taurėje.
Šis paviršiaus įtempimo skirtumas yra svarbus. Tai sukuria jėgą, kuri varo daugiau vyno taurės sienelėmis. Ir tai veda prie nuolatinio skysčio srauto į stiklą, kurį skatina alkoholio išgaravimas.
Visa tai gerai suprantama – jis žinomas kaip Marangoni efektas pagal jį 1860-aisiais jį tyrinėjusio italų fiziko vardu.
Tačiau yra ir kita jėga – gravitacija, kuri vėl traukia skystį žemyn. Kai taip atsitinka, vynas virsta garsiosiomis ašaromis, kurios nurieda taurės viduje.
Išskirtinis galvosūkis yra tai, kodėl vynas formuoja žemyn tekančias ašaras, o ne kitokį srautą. Būtent šią problemą Dukleris ir bendradarbiai sprendė pasitelkę išsamų teorinį modelį ir daug eksperimentinio darbo. Jie pastebėjo, kaip ašaros formuojasi taip, kaip niekada anksčiau nebuvo aprašyta.
Naujasis darbas paremtas smūginių bangų teorija. Smūgio banga yra sutrikimas, kuris sudaro aštrią skysčio savybių ribą. Smūgines bangas dažniausiai sukelia trikdžiai, kurie skystyje sklinda greičiau nei garsas, pavyzdžiui, viršgarsinė srovė. Banga tęsiasi tol, kol trikdžiai išlieka viršgarsiniai.
Tačiau smūginės bangos gali susidaryti, kai trikdžiai nėra viršgarsiniai, pavyzdžiui, kai garavimas sukelia skysčio srautą. Šios bangos yra žinomos kaip nepakankamo slėgio smūgiai. Būtent į juos Dukleris ir bendradarbis daugiausia dėmesio skiria.
Jie pabrėžia, kad teorijos, pagrįstos Gibbso darbu, rodo, kad vynas, keliaudamas taurele, turėtų formuotis kaip pirštas. Mes teigiame, kad tikrosios vyno ašaros, kurios nuteka po taurę, priešingai gerai žinomam varomų priekinių dalių, judančių ta pačia kryptimi, pirštų nestabilumui, kyla dėl atvirkštinio nepakankamo suspaudimo smūgio nestabilumo.
Ir atrodo, kad jų eksperimentai tai patvirtina. Jie deda gurkšnį portveino, kuriame alkoholio yra 18 % į martinio taurę, kurios šonai yra 65 % kampu. Kad būtų lengviau stebėti, jie pasuka angą, kad iš anksto padengtų stiklą skysčiu. Tada lengvai susidaro ašaros.
Šios ašaros aiškiai parodo bangų savybes, kurias numato komandos modelis. Pirmą kartą iliustruojame neklasikinių nepakankamo suspaudimo smūgių egzistavimą vyno ašarų kontekste, sako Dukleris ir kt. Mes teigiame, kad iš anksto padengto stiklo atveju garsiosios „vyno ašaros“ atsiranda dėl atvirkštinio nepakankamo suspaudimo smūgio, atsirandančio iš menisko.
Tai įdomus darbas, kurį daugelis skaitytojų norės atšvęsti atlikdami kai kuriuos savo tyrimus.
Tačiau tai palieka keletą neatsakytų klausimų. Svarbus yra būdas, kaip Dukler ir bendradarbiai padengia stiklą, nes taip susidaro sluoksnis, per kurį gali tekėti kitas skysčio sluoksnis. Tokiomis aplinkybėmis lengva sukurti Marangoni efektą.
Tačiau lieka atviras klausimas, kaip ašaros atsiranda ant nepadengto stiklo.
O tai reiškia, kad reikia daug daugiau nuveikti. Kimbame į darbą – sveiki!
Nuoroda: arxiv.org/abs/1909.09898 : Vyno ašarų nesuspaudimo sukrėtimų teorija