Sıvının yüzey gerilimi olgusuna dayalı tahrik. Çizim, açıklama

MODELLEME
Ücretsiz kütüphane / Rehber / Modelleme

Sıvının yüzey gerilimi olgusuna dayalı tahrik. Bir modelci için ipuçları

Modelleme

Sıvı yüzey gerilimi olgusu uzun zamandır biliniyor ve yeni bir malzemenin - nanoselülozun icadıyla, bir oyuncak tekne modeli için ilginç bir tahrik cihazı yaratmak mümkün hale geldi.

"Chemical Science" dergisinin 24 tarihli 2012. sayısı, bir yüzey aktif maddenin buharlaşmasıyla hareket eden bir tekne modelini açıklayan bir makale yayınladı. Kimyasal enerjisi mekanik enerjiye dönüşen bu madde olarak alkol kullanılır, bu enerji tekne modelini hareket ettirir. Buharlaşan alkol, kıçtaki suyun yüzey geriliminde bir azalmaya yol açan zara (nanoselülozdan yapılmış sıvı geçirmez tekne gövdesi) nüfuz eder. Teknenin önündeki ve arkasındaki suyun yüzey gerilimi farkından dolayı tekne ileriye doğru hareket eder.

Suyun yüzey geriliminin değiştirilmesi tekneyi hareket ettirir (büyütmek için tıklayın)

Benzer bir hareket ettiricinin "Fizikte Eğlenceli Deneyler" (L.A. Gorev, 1985) kitabında tarif edildiğini not etmek ilginçtir.

Şekli şekilde gösterilen kartondan bir tabak kesin ve yeterince büyük, örneğin 35 cm çapında ve 10 cm yüksekliğinde bir cam banyoya dökülmüş su yüzeyine indirin. Karton kesiğin ortasındaki su üzerinde kristal. Plaka uzun süre hareket eder. Neden?

Sıvı yüzey gerilimi olgusuna dayalı tahrik
Kafur motorlu tekne

Benzer bir hareket ettiricinin benzer bir açıklaması fizik ders kitabında yer almaktadır (Genel fizik dersi. Termodinamik ve moleküler fizik. cilt II. D.V. Sivukhin. M., Nauka, 1990):

Pek çok olay, farklı sıvıların yüzey gerilimlerinin aynı olmamasıyla açıklanır. Örneğin, kıç tarafında küçük bir delik açılmış, kalaydan yapılmış küçük bir model tekne alın. Eterin serbest yüzeyinin seviyesi delikten biraz daha yüksek olacak şekilde tekneye biraz eter dökelim. Ardından teknenin su yüzeyinde yüzmesine izin verin. Sonra ilerlemeye başlayacak, yani kıçtan pruvaya doğru. Bu fenomen, eterin yüzey geriliminin suyun yüzey geriliminden daha az olmasıyla açıklanır. Kıçtaki delikten sızan eter, teknenin arkasındaki su yüzeyini ince bir tabaka ile kaplar. Eterin yüzey gerilimi tekneyi geri çeker. Ancak bu kuvvet, suyun onu ileri doğru çeken yüzey geriliminden daha azdır. Bu iki kuvvetin bileşkesi ileriye doğru yönlendirilir ve tekneyi hareket ettirir.

Aynı olay, saf suyun yüzeyine küçük kafur parçaları atıldığında da gözlenir. Kafur suda yavaş yavaş çözünür ve yüzey gerilimini azaltır. Bir kafur parçasının farklı yerlerde çözünme hızı aynı değildir ve şekline bağlıdır. Parçanın çıkıntılı keskin uçlarına daha yakındır. Sonuç olarak, bir kafur parçasının rastgele ve yoğun bir dönme ve öteleme hareketine yol açan yüzey geriliminde bir fark oluşur. Bu fenomen, yalnızca suyun yüzeyi yeterince temiz olduğunda gözlenir. İnce bir yağ tabakası, suyun yüzey gerilimini o kadar azaltır ki, kafurun çözünmesi onu daha fazla azaltamaz. Rayleigh'e göre su yüzeyindeki yağ tabakasının kalınlığı 2*10-7 cm'ye ulaştığında kafurun hareketi durur.Bu durumda suyun yüzey gerilimi temiz bir su yüzeyine göre %28 daha azdır. Rayleigh'e göre kalınlığı 1*10-7 cm ve altı olan bir yağ tabakasının suyun yüzey gerilimi üzerinde pratikte hiçbir etkisi yoktur.

Ve hareket ettiricinin sıvının yüzey gerilimine dayalı başka bir açıklaması "Kvant" dergisi 1982, No. 11'de yayınlandı.

Hareketli bir "roket" ve farklı halkalar.

Şekil 1, a'da gösterilen şekle sahip bir kağıt "roket" kesin. A noktasına bir damla konsantre sabun solüsyonu veya küçük bir kalıp sabun koyun. Şimdi roketi suyun sakin bir yüzeyine indirirseniz, hareket etmeye başlayacaktır.

Sıvı yüzey gerilimi olgusuna dayalı tahrik
Roket ve spinner

Bir "roket" yerine, S harfi şeklinde bir fırıldak yapabilir ve A ve A' noktalarına sabun parçaları yerleştirebilirsiniz (Şek. 1, b). Döndürücünün hangi yönde döneceğini gözlemleyin.

İlginç makaleler öneriyoruz bölüm Modelleme:

▪ S3A sınıfı roket modelleri

▪ Radyo parazitine karşı mücadele

▪ Şık ve hızlı tekne

Diğer makalelere bakın bölüm Modelleme.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Bahçelerdeki çiçekleri inceltmek için makine 02.05.2024

Modern tarımda, bitki bakım süreçlerinin verimliliğini artırmaya yönelik teknolojik ilerleme gelişmektedir. Hasat aşamasını optimize etmek için tasarlanan yenilikçi Florix çiçek seyreltme makinesi İtalya'da tanıtıldı. Bu alet, bahçenin ihtiyaçlarına göre kolayca uyarlanabilmesini sağlayan hareketli kollarla donatılmıştır. Operatör, ince tellerin hızını, traktör kabininden joystick yardımıyla kontrol ederek ayarlayabilmektedir. Bu yaklaşım, çiçek seyreltme işleminin verimliliğini önemli ölçüde artırarak, bahçenin özel koşullarına ve içinde yetişen meyvelerin çeşitliliğine ve türüne göre bireysel ayarlama olanağı sağlar. Florix makinesini çeşitli meyve türleri üzerinde iki yıl boyunca test ettikten sonra sonuçlar çok cesaret vericiydi. Birkaç yıldır Florix makinesini kullanan Filiberto Montanari gibi çiftçiler, çiçeklerin inceltilmesi için gereken zaman ve emekte önemli bir azalma olduğunu bildirdi. ... >>

Gelişmiş Kızılötesi Mikroskop 02.05.2024

Mikroskoplar bilimsel araştırmalarda önemli bir rol oynar ve bilim adamlarının gözle görülmeyen yapıları ve süreçleri derinlemesine incelemesine olanak tanır. Bununla birlikte, çeşitli mikroskopi yöntemlerinin kendi sınırlamaları vardır ve bunların arasında kızılötesi aralığı kullanırken çözünürlüğün sınırlandırılması da vardır. Ancak Tokyo Üniversitesi'ndeki Japon araştırmacıların son başarıları, mikro dünyayı incelemek için yeni ufuklar açıyor. Tokyo Üniversitesi'nden bilim adamları, kızılötesi mikroskopinin yeteneklerinde devrim yaratacak yeni bir mikroskobu tanıttı. Bu gelişmiş cihaz, canlı bakterilerin iç yapılarını nanometre ölçeğinde inanılmaz netlikte görmenizi sağlar. Tipik olarak orta kızılötesi mikroskoplar düşük çözünürlük nedeniyle sınırlıdır, ancak Japon araştırmacıların en son geliştirmeleri bu sınırlamaların üstesinden gelmektedir. Bilim insanlarına göre geliştirilen mikroskop, geleneksel mikroskopların çözünürlüğünden 120 kat daha yüksek olan 30 nanometreye kadar çözünürlükte görüntüler oluşturmaya olanak sağlıyor. ... >>

Böcekler için hava tuzağı 01.05.2024

Tarım ekonominin kilit sektörlerinden biridir ve haşere kontrolü bu sürecin ayrılmaz bir parçasıdır. Hindistan Tarımsal Araştırma Konseyi-Merkezi Patates Araştırma Enstitüsü'nden (ICAR-CPRI) Shimla'dan bir bilim insanı ekibi, bu soruna yenilikçi bir çözüm buldu: rüzgarla çalışan bir böcek hava tuzağı. Bu cihaz, gerçek zamanlı böcek popülasyonu verileri sağlayarak geleneksel haşere kontrol yöntemlerinin eksikliklerini giderir. Tuzak tamamen rüzgar enerjisiyle çalışıyor, bu da onu güç gerektirmeyen çevre dostu bir çözüm haline getiriyor. Eşsiz tasarımı, hem zararlı hem de faydalı böceklerin izlenmesine olanak tanıyarak herhangi bir tarım alanındaki popülasyona ilişkin eksiksiz bir genel bakış sağlar. Kapil, "Hedef zararlıları doğru zamanda değerlendirerek hem zararlıları hem de hastalıkları kontrol altına almak için gerekli önlemleri alabiliyoruz" diyor ... >>

Arşivden rastgele haberler

OLED Performansını İyileştirme 15.02.2024

Durham Üniversitesi'nden bilim insanları, mavi organik ışık yayan diyotların (OLED'ler) performansını artırmak için yenilikçi bir yöntem sundu. Bu buluş yalnızca daha parlak ekranlar vaat etmekle kalmıyor, aynı zamanda elektronik cihazların kararlılığını ve enerji verimliliğini de artırıyor. OLED ekranlar modern teknolojilerde yaygın kullanım alanı bulmuştur; akıllı telefonlar, TV'ler ve diğer cihazlardaki görüntü kalitesini artırır. Ancak OLED teknolojisinde istikrarlı ve verimli mavi ışık emisyonu elde etmek uzun süredir bir zorluk olmaya devam ediyor.

Artık uzmanlar, yeni nesil enerji tasarruflu ekranların oluşturulmasında yeni ufuklar açabilecek bir çözüm buldu. Kleitos Stavre ve Profesör Andrew Monkman liderliğindeki bir ekip tarafından geliştirilen, hiperfloresan OLED'leri (HF) kullanan yeni bir tasarım stratejisi bunda önemli bir rol oynadı.

Yeni araştırma, akıllı telefonlardan TV'lere ve giyilebilir cihazlara kadar çok çeşitli cihazlar için daha parlak, daha enerji verimli ekranlar sağlayarak elektronik endüstrisinin manzarasını değiştirme potansiyeline sahip. HF OLED'in ticarileştirilmesi, tüketicilere daha yüksek görüntü kalitesi ve daha düşük enerji maliyetleri sunarak elektroniğin evriminde bir sonraki adım olabilir.

Hiperfloresan OLED'ler, enerjiyi hassaslaştırıcı molekülden bireysel yayıcı moleküle aktarmak için benzersiz bir mekanizma kullanarak verimliliği ve stabiliteyi önemli ölçüde artırır. Daha önce zayıf emisyon özellikleri nedeniyle dikkate alınmayan bazı hassaslaştırıcı moleküllerin, hiperfloresan OLED'lerde kullanıldığında OLED verimliliğini önemli ölçüde artırabildiği ortaya çıktı. Böyle bir molekül, katı moleküler yapısı ve uzun süreli uyarılmış durumları nedeniyle OLED'lerin verimliliğini üç katına çıkarabilen ACRSA'dır.

Araştırmanın baş yazarı Kleitos Stavrou, "Geleneksel olarak kabul edilmeyen malzemelerin hiperfloresan OLED'lerde hassaslaştırıcılar olarak oldukça etkili olabileceği kör noktaları belirledik" dedi. Ek olarak ekip, ACRSA gibi yeşilimsi bir duyarlılaştırıcı kullanmanın, enerjiyi mavi terminal yayıcıya aktararak koyu mavi ışık emisyonu elde edebileceğini gösterdi. Bu yaklaşım, mavi OLED ekranların stabilitesini ve ömrünü artırır ve eksiton enerjisini azaltarak enerji açısından daha verimli ekranlar sağlar.

Profesör Andrew Monkman, "Sonuçlarımız, hiperfloresan OLED'ler için yeni olasılıkların önünü açıyor; bu, yeni nesil ekranlar için malzeme seçimini %30'a kadar daha az güç kullanarak önemli ölçüde genişletebilir" dedi.

Bu keşfin potansiyel uygulamaları akıllı telefonlardan TV'lere, giyilebilir cihazlara ve ötesine kadar çok geniştir. Araştırmacılar, daha fazla geliştirme ve endüstriyel ortaklarla işbirliği yaparak HF OLED'i ticarileştirmeyi hedefliyor. Yeni araştırma, daha parlak, daha kararlı ve enerji tasarruflu mavi OLED ekranların geliştirilmesinde önemli bir adıma işaret ediyor.

Diğer ilginç haberler:

▪ Sümüklü böcekler cerrahi yapıştırıcı oluşturmaya yardımcı oldu

▪ Tristör koruma bileşenleri

▪ Obeziteden Korunma: Etkileyen Bir Faktör Olarak Genetik Mutasyonlar

▪ En iyi kararlar aç karnına alınır

▪ Işığı maddeye dönüştürmek

Bilim ve teknolojinin haber akışı, yeni elektronik

Ücretsiz Teknik Kitaplığın ilginç malzemeleri:

▪ Tüketici Elektroniği sitesinin bölümü. Makale seçimi

▪ makale Bir Rus için harika olan, bir Alman için ölümdür. Popüler ifade

▪ makale Sisifos emeği nedir? ayrıntılı cevap

▪ ayçiçeği makalesi. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri

▪ makale Floresan lambalar. İnşaat prensibi. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

▪ makale Evde kromatografi. Kimyasal deneyim

Bu makaleye yorumunuzu bırakın:

Bu sayfanın tüm dilleri

Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri