KAZAKBOL.COM
KAZAKBOL.COM
Группе физиков получилось «заморозить» процесс формирования пара.
Похожие статьи
Американские ученые разработали технологию, которая буквальным образом позволяет ставить процесс кипения воды «на паузу», мешая образованию пузырьков внутри кипящей жидкости, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports, передает РИА Новости.
«Эта технология позволит нам проанализировать процесс кипения воды на самом фундаментальном уровне. Понимание его позволит нам создавать поверхности, позволяющие достичь максимального переноса тепла, а также понять, как мы можем заставить воду кипеть в условиях невесомости, где отсутствие гравитации приводит к скоплению пузырьков на нагреваемой поверхности», — заявил Шалаб Мару (Shalabh Maroo) из университета города Сиракьюз (США).
Мару и его коллеги научились останавливать кипение благодаря двум вещам – специальному лазеру и особой кремниевой пластинке-нагревателю, взаимодействие которой с лазерным лучом предотвращало появление пузырьков в воде.
Как рассказывают ученые, процесс появления пузырьков с паром внутри кипящей жидкости пока остается загадкой для физиков: они пока не до конца уверены в том, что знают, как происходит фазовый переход между жидким и газообразным состоянием воды или других веществ, от чего зависят размеры и другие свойства пузырьков.
Пузырьки пара, по словам Мару, формируются у дна нагреваемого сосуда, где они растут и затем поднимаются к поверхности. Их свойства, отмечает ученый, зависят от того, как устроена тонкая водная прослойка, отделяющая дно сосуда от нижней части пузырька. Изучение этого слоя до настоящего времени было фактически невозможно из-за скорости формирования пузырьков и отсутствия надлежащих инструментов по наблюдению за ними.
Группа физиков под руководством Мару получилось «заморозить» процесс формирования пара, облучая пластину из трех слоев – чистого оксида кремния, золота и силиконового стекла, расположенную на дне сосуда с горячей, но не кипящей водой, при помощи сверхкоротких импульсов лазера.
При постоянной «лазерной бомбардировке» на поверхности этой пластины возникает пузырь из пара, который будет оставаться «приклеенным» к ней часами, пока ученые будут продолжать облучать кремниевый «бутерброд».
Наблюдения за этим «замороженным» пузырем пара уже помогли физикам раскрыть несколько интересных и ранее неизвестных особенностей того, как кипит вода. К примеру, ученые выяснили, что структура прослойки между пузырем и дном сосуда зависит от степени нагрева – чем выше температура, тем тоньше будет этот слой.
Более того, при достижении определенной отметки он делится на три разных региона – в его центральной части возникает сухое пятно, а по краям – две зоны испарения воды, в которых жидкость превращается в пар по двум разным сценариям. Их изучение, как надеются ученые, поможет создать новые сверхэффективные системы охлаждения, а также позволит экипажу МКС и других космических станций и кораблей выпить горячего чаю или кофе, вскипятив воду в космосе.
Фото © Zou et al./Scientific Reports 2016