Ученые создали теоретический аппарат для описания формы «винных слез»
Модель на основе теории ударных волн для описания формы «винных слез» создали физики из Калифорнийского университета в Лос-Анжелесе, 13 марта сообщает интернет-портал nplus1.ru.
Ученые вывели и решили гидродинамическое уравнение для субкомпрессионной ударной волны. На его основе была создана компьютерная модель, позволяющая объяснить очертания «винных слез» в зависимости от формы ударных волн. Компьютерная симуляция проводилась для полого стеклянного конуса с гладкими стенками, в котором находилась водно-спиртовая смесь.
Физики показали, что нестабильность в жидкости, возникающая при ее вращении, приводит к появлению субкомпрессионных ударных волн. Эти волны вызывают образование тонких пленок различной формы на поверхности стекла — «винных слез». Модель хорошо согласуется с результатами эксперимента.
Исследователи провели эксперимент с конусообразным бокалом с мартини, который они закручивали с различной интенсивностью для получения «винных слез» разной формы. В дальнейшем ученые планируют провести более сложный эксперимент на моделях других форм поверхности.
Напомним, «винные слезы» являются частным случаем проявления эффекта Марангони — переноса вещества вдоль границы раздела двух сред, возникающего вследствие наличия градиента поверхностного натяжения. В 1865 году Марангони описал этот эффект в своей докторской диссертации.
Впервые теоретическое описание явления было сделано нобелевским лауреатом Субраманьяном Чандрасекаром в 1961 году. Он провел его с использованием уравнений Навье — Стокса и уравнений термодинамики.
Как известно, водно-спиртовая смесь может двигаться вверх по стенкам сосуда в результате капиллярной конвекции, за счет сил поверхностного натяжения жидкости. Спирт испаряется значительно быстрее воды, поэтому в водно-спиртовой смеси, на границе со стенками сосуда, возникает поверхностное натяжение. В результате появляется сила, заставляющая смесь подниматься по стенкам до тех пор, пока эта сила не уравновесится силой земного притяжения. После этого возникают разводы на стенках сосуда — «винные слезы», которые лучше всего заметны не в случае чистых водно-спиртовых растворов, а при употреблении вина.
