Если вы разольете чай на столе, он обязательно станет лужей, а не разбежится по столу или полу. Природу этого явления смогли выяснить ученые из Массачусетского университета.
Оказалось, все дело во взаимодействии молекул воздуха с водой на микроскопическом уровне. Об этом говорится в статье, опубликованной в научном издании Physical Review Letters.
С точки зрения макроскопической физики, луж быть не должно – растеканию воды ничего не препятствует. Однако причина все-таки есть. Оказывается, пролитая жидкость состоит из молекул воды, которые при попадании на стол начинают «цепляться» за молекулы воздуха. Это именно то, чего не хватает в описании поведения жидкостей, считает сотрудник Массачусетского университета Амир Пахлаван.
Молекулы жидкости (не обязательно чая или кофе) взаимодействуют с молекулами воздуха. В результате, весь поток постепенно замедляется и, в конечном счете, окончательно останавливается. Вот почему пролитая жидкость на стекает на пол со стола, а собирается в отдельные «лужицы».
Ученые не только выяснили природу «чайных луж», но и разработали целый ряд формул. Они позволяют просчитать, какая по площади лужа возникнет, если вылить чай на плоскую поверхность. Применение формулам уже найдено – они помогут инженерам подсчитать количество смазки, необходимой для нормальной работы двигателя автомобиля. Аналогичным образом нефтяники и газовики смогут эффективнее добывать углеводороды, а специалисты в области компьютерной индустрии – встраивать системы жидкостного охлаждения в микрочипы.
Таким образом, в классической физике жидкостей можно найти массу несостыковок. На практике ее принципы оказываются просто бесполезными, особенно если речь идет о серьезных инженерных расчетах. Например, согласно одному из законов физики, лужа из пролитой жидкости должна бесконечно расти, а для ее формирования также нужна бесконечная сила.
