Кипение под микроскопом.
Когда жидкость нагревается в каком-либо сосуде, стенки покрываются маленькими шариками из пара, устремляющегося вверх. Как именно образуются эти шарики, до сих пор не было в деталях известно.
Разные поверхности контактируют с водой по-разному. Гидрофобные отталкивают воду, образуя высокие капли, а гидрофильные равномерней распределяют её по поверхности. Это описывается при помощи уравнения Юнга-Лапласа, из которого вычисляют угол контакта - чем он выше, тем лучше поверхность промокает. Этот угол также важен когда дело доходит до образования пузырьков.
Недавно правда эксперименты показали расхождения с этой моделью, особенно на очень малых масштабах. Чтобы понять в чём дело, к процессу присмотрелись буквально поближе. Используя компьютерную симуляцию, смогли смоделировать поведение молекул при фазовом переходе жидкость-газ, с точностью порядка нанометров. Симуляция раскрыла, что взаимодействие сил в этом фазовом переходе не так просто и линейно подходит под принятую теорию. Оказалось что на масштабе нанометров всё происходит намного сложнее и теории придётся дополнять.
Находка может пригодиться в водном охлаждении процессоров или реакторов, поскольку можно будет точнее рассчитать оптимальные параметры для настройки, приводя к большей эффективности.
1 минута
11 декабря 2022