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科学家发现 你不知道的现实 固体能像液体一样流动

更新时间  2021-06-25 11:42 阅读
本文摘要:嗨,大家好,接待来到潮水科技fans!在大多数人的印象中,固体跟液体有很大的差别,它们不能像液体一样流动。然而,最新的一项研究发现,只要满足所需要的条件,干燥的沙粒可以像液体一样流动。 当容器中质量较重的颗粒放置在较轻的颗粒上时,较轻的颗粒可以像熔岩灯中的黑点一样向上"燃烧"(移动)。熔岩灯熔岩灯熔岩灯,也有人称为水母灯,是在玻璃瓶内出现熔岩流动一样的效果。 其实它是使用热能原理制造出的光影移动幻化效果,外形十分酷炫。

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嗨,大家好,接待来到潮水科技fans!在大多数人的印象中,固体跟液体有很大的差别,它们不能像液体一样流动。然而,最新的一项研究发现,只要满足所需要的条件,干燥的沙粒可以像液体一样流动。

当容器中质量较重的颗粒放置在较轻的颗粒上时,较轻的颗粒可以像熔岩灯中的黑点一样向上"燃烧"(移动)。熔岩灯熔岩灯熔岩灯,也有人称为水母灯,是在玻璃瓶内出现熔岩流动一样的效果。

其实它是使用热能原理制造出的光影移动幻化效果,外形十分酷炫。熔岩灯最早是由英国工程师克雷文·渥克所发现,在密封的玻璃瓶装有透明的蜡及液体,然后在底部加热,就能缔造出缤纷色彩的效果。熔岩灯盛行半世纪后依然魅力不减,到现在为止,全球至少卖出凌驾1000万盏。

在此之前,科学家们已经知道湿的固体颗粒可以像液体一样起作用。但很少有人知道,如何在没有水的情况下缔造出可以流动的固体颗粒状质料。

实际上,这次的研究就很好的展示了干燥的沙粒是如何像液体一样流动的。相识这种流动可以资助科学家更好地相识息争释类似泥石流或火山发作时的岩浆流等类似的现象,该研究还可以资助制造出颗粒匀称的混淆物,在药物制造,化学品加工和食品加工等行业应用广泛。

例如,差别尺寸和密度的干燥颗粒倾向于相互移动,这导致它们被分散 或"破裂"。较轻的蓝色沙子在较重的白色沙子中冒泡上升混淆克里斯托弗·麦克拉伦是瑞士苏黎世联邦理工学院的机械工程师。他的研究团队在密闭的玻璃容器放置了两种圆形颗粒,一层厚重的颗粒笼罩在一层较轻的颗粒上面。

为了让颗粒发生移动,研究人员震动了玻璃容器并向上送入气体。效果就跟在熔岩灯中看到的情况一样,玻璃容器中的颗粒发生了相互流动。气泡和指状的较轻颗粒逐步的上升到顶部,同时较重颗粒逐步的沉向底部。

在熔岩灯中看到的图案是由较轻的液体进入高密度的液体而形成的,这是被物理学家称之为瑞利-泰勒不稳定性的效果。新的研究首次证明干燥颗粒也可以模拟这种不稳定性,这一点似乎出乎意料,对于固体颗粒来说,它们应该完全混淆在一起,但事实上却没有。

研究人员意识到,液体和固体颗粒的差别体现意味着两个完全差别的物理机制领域。振动和气体会改变颗粒的运动方式研究团队使用盘算机模型来模拟固体颗粒物的混淆历程。效果讲明,气流和振动控制着颗粒的运动方式。

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密闭腔室内的气体在差别尺寸和密度的颗粒之间流动方式差别,这就发生了向上的阻力。这种阻力使较轻的颗粒聚集在一起,同时也阻止了团块与较重颗粒混淆,这有点像油和水混淆在一起的状态。当研究团队改变气流速度或振动强度时,这些固体颗粒会形成更大的手指状或更大的黑点状。这讲明气体和振动对固体颗粒模拟流体不稳定性模式至关重要。

改变模式当研究人员将一团较重颗粒放置在一层较轻的颗粒中时,泛起了另一种差别的模式。固体颗粒的体现更像是可以混淆的液体,例如在水中滴入一滴红色染料。较重的颗粒破裂成两个黑点,它以一定的角度穿过较轻的颗粒层。

这些黑点以破裂模式一次又一次地破裂。这种模式也是由于气体向上流过固体颗粒而发生的。研究人员表现,已往的研究讲明,在振动的方式下差别尺寸的颗粒可以以类似流体的方式相互移动。

这些行动是由于在振动的历程中小颗粒在较大颗粒之间滑落造成的,较重的颗粒最终会泛起在顶部。在物理学中,这种现象被称为巴西坚果效应,因为巴西坚果在经由摇晃以后总是泛起在一堆杂乱坚果的最上层。

总结:固体颗粒可以像液体一样流动。在振动和气体的作用下,较轻的颗粒会上升,较重的颗粒会沉向底部。

改变振动和气体条件时,较轻的颗粒可以向下滑落,较重的颗粒会上升至顶部。增加气体流量的情况下,实验效果与正常流体的行为更为相似。潮水科技fans本着认真、严谨的态度为大家提供科技类资讯文章。

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