Новости от ФОБОС

Зачем учёные изучают взрыв замерзающей капли?

15 апреля 2017 | 15:25  Центр ФОБОС
Кликните, чтобы просмотреть в полный размер
© Татьяна Ильина
Учёные с помощью скоростной съёмки исследовали процессы, которые приводят к взрыву стремительно замерзающих водяных капель. Далее они построили компьютерную модель и сделали видеозапись молниеносных процессов, происходящих в капле. Исследование может помочь смоделировать замерзание капель воды в облаках и образование града.
Известный факт: при замерзании вода стремится расшириться. Но как это происходит с каплей воды, которая замерзает с внешней оболочки, а внутри остается жидкой? Нидерландские физики Университета Твенте благодаря высокоскоростной визуализации показали, что эта головоломка разрешается посредством кавитации внутри капли. Кавитация − это схлопывание пузырьков пара из-за понижения давления, которое сопровождается гидравлическим ударом и, как следствие, взрывом капли.
В эксперименте маленькие капли воды размещали в камере с пониженным давлением, быстро охлаждали, добиваясь эффекта переохлаждения. При этом капля пребывала в метастабильном состоянии (состояние квазиустойчивого равновесия физической системы, в котором система может находиться длительное время): капля остается жидкой несмотря на то, что её температура уже ниже точки замерзания. Для того, чтобы капля оставалась шарообразной, исследователи использовали супергидрофобное покрытие.
Переохлажденная вода моментально замерзает от любого внешнего воздействия. Поэтому в проводимых опытах после охлаждения капли к ней легко прикасались иглой из иодида серебра. Это инициировало образование льда. Сначала лед «схватывал» внешнюю поверхность капли, а потом быстро начинал расти внутрь. Под влиянием нарастающего давления происходил выброс жидкости на поверхность, которая тут же замерзала. При дальнейшем замерзании во льду возникали трещины из-за его расширения, которые быстро заполнялись водой. Дальнейшее замерзание обуславливало рост внутреннего давления и, в конечном итоге, через пару секунд после начала процесса отмечался взрыв, сообщает N+1.
Таким образом, учёные на эксперименте с помощью скоростной съёмки продемонстрировали, что заключенная внутри твёрдой оболочки жидкая фаза впоследствии замерзает, и характеристики взрыва зависят в основном от напряжения, которое выдерживает лёд, и объёмного модуля упругости воды. Также физики установили, что описанные процессы характерны для капель в диаметре не превышающих миллиметр, и, вероятней всего, взрыва не будет, если диаметр капли составляет менее 50 микрометров.

// ФОБОС

Хотите видеть наши новости в своей ленте социальной сети? Присоединяйтесь к нам в Facebook, Вконтакте, Одноклассниках, Twitter, Instagram. Вы также можете настроить RSS-фид и подписаться на регулярное получение новостей и погоды в Telegram.

Новости по теме

Почему капли дождя не убивают комаров?

2 июля 2015 | 09:08   Полет комара во время дождя — опасное занятие. Во-первых, тело насекомого такое же по размеру, как и капля дождя. Во-вторых, одна такая капля весит в... >>

Как аэрозоли в атмосфере влияют на глобальное потепление?

26 марта 2016 | 12:45   Специалисты из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США) выявили новый природный механизм, который объяснил роль органических аэрозолей... >>

Деревянные тайны

18 апреля 2015 | 12:34   Древние деревья Энты, персонажи книг Толкиена о приключениях хоббитов и волшебного кольца, могут ходить и общаться. А что могут земные растения?... >>

Почему облака не падают на Землю?

11 июня 2016 | 10:59   Все знают, что облака состоят из мелких капелек воды или кристалликов льда. Водяные капли в облаке имеют различный диаметр — от долей микрометра до... >>

Погода в Москве

23.05 21:00
явления погоды в Москве: облачно
+19°
24.05 3:00
явления погоды в Москве: ясно
+15°
24.05 9:00
явления погоды в Москве: ясно
+21°
24.05 15:00
явления погоды в Москве: ясно
+26°

Новости о погоде и окружающей среде

Более 1000 лет назад индейцы специально сажали леса

23 мая 2018 | 16:45   Человек не всегда вырубал леса под свои нужды. Оказывается, есть пример, когда сотни и сотни лет назад возникли лесные насаждения благодаря активной... >>

Магнитное поле Земли сдвигается к западу

23 мая 2018 | 14:06   В статье, недавно опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society A, сообщается, что магнитное поле нашей планеты понемногу движется на... >>

В выходные в центре страны ожидаются ночные заморозки!

23 мая 2018 | 13:02   В конце рабочей недели на Русскую равнину с северо-востока прорвётся новая порция арктического холода. В четверг в столичном регионе ещё удержится... >>

Российская экспедиция может попасть в Книгу рекордов Гиннесса

23 мая 2018 | 12:10   19 мая в Санкт-Петербурге состоялся старт экспедиции и научно-технического фестиваля «Эковолна»: первый российский катамаран на солнечных батареях ... >>

В Пакистане +44°!

23 мая 2018 | 11:09   Ещё в апреле в Пакистане фиксировались 40-градусные температуры. Наступивший май в крупнейшем городе страны – Карачи – удерживает... >>

Исчезающее озеро

23 мая 2018 | 09:04   На юге Австралии, на острове Тасмания, находится удивительное озеро: оно то есть, то его нет. Это, так называемое, каровое озеро – водоём... >>

У побережья Камчатки произошло землетрясение

23 мая 2018 | 08:44   Сегодня днём по местному времени у берегов Камчатки сейсмологи зафиксировали подземные толчки магнитудой 6,5. Как сообщают РИА Новости со ссылкой... >>

Погода в Москве 23 мая: солнечно и тепло

23 мая 2018 | 07:56   За минувшие сутки на базовой московской метеостанции ВДНХ осадки не зафиксированы. Минимальная ночная температура воздуха в столице была +11,9°... >>

Рекорды тепла обновились!

23 мая 2018 | 07:45   Накануне вновь были обновлены дневные максимумы на северо-западе страны. В Петрозаводске теперь он составляет +25,2°, на 0,2° превысив значение... >>

Погода в Санкт-Петербурге 23 мая

23 мая 2018 | 07:22   В наступившую среду погоду на территории Ленинградской области будет определять холодный атмосферный фронт. Его стараниями в регионе переменная... >>

Беспрецедентные ливни обрушатся сегодня на Алтай

23 мая 2018 | 00:39   Сегодня практически вся Сибирь окажется под влиянием циклона. Во вторник этот вихрь уже был причиной экстремальной погоды. В Екатеринбурге порывами... >>

Красноярским альпакам сделали «футбольную» стрижку

22 мая 2018 | 15:07   Альпаки Ромео и Джульетте, обитатели красноярского парка флоры и фауны «Роев ручей», становятся популярными героями интернета. Причина? Их подстригли... >>

Глобальное потепление обостряет аллергию

22 мая 2018 | 12:30   Изменение климата влияет на усугубление и распространенность так называемой сенной лихорадки – сезонной аллергической реакции на пыльцу растений... >>

На Астану обрушился мощный шквал с градом

22 мая 2018 | 11:44   В результате прохождения холодного атмосферного фронта на левобережье Астаны обрушился ливень, град и шквалистый ветер, скорость которого в порывах... >>

Мужчина мачете отбил сына у крокодила

22 мая 2018 | 10:45   Житель филиппинского города Балабак, провинция Палаван, спас 15-летнего сына, на которого напал гребнистый крокодил длиной 4,5 метра... >>

Неласковый май: очередная вылазка зимы

22 мая 2018 | 08:06   Зима предпримет очередную вылазку вглубь континента. А в последние дни проблемы за Уралом создавала экстремально тёплая сухая погода... >>

Погода в Москве 22 мая

22 мая 2018 | 07:49   За минувшие сутки на базовой московской метеостанции ВДНХ осадки не зафиксированы. Минимальная ночная температура воздуха в столице была +7,2°... >>

Пугающая природа: киты без хвостов

21 мая 2018 | 19:00   Эксперты говорят, что участившиеся встречи с морскими обитателями, плавающими без хвостов, стали жутким последствием загрязнения Мирового океана... >>

Самый старый искусственный спутник Земли ещё в полёте!

21 мая 2018 | 12:29   Спутник «Авангард-1» пока удерживает титул старейшего искусственного объекта на орбите Земли. Совсем небольшой, размером с дыню и весом около... >>

Влажные салфетки катастрофически усугубляют экологическую обстановку

21 мая 2018 | 11:17   Экологи находят все новые причины загрязнения окружающей среды и их последствия. В этот раз в центре лондонской экологической образовательной... >>

От лета не осталось и следа?

21 мая 2018 | 11:05   Холодный фронт прогнал жару с Русской равнины. Ещё в пятницу Москву накрыли зловещие серые тучи, обрушившие на мегаполис тонны дождевой воды... >>

В Москве очень высокое атмосферное давление

21 мая 2018 | 09:51   Сегодня погоду в столице определяет гребень антициклона. Смещаясь с северо-запада, он активно повышает в регионе атмосферное давление... >>

В центральные области Европейской России вернулись заморозки

21 мая 2018 | 08:06   Вслед за прошедшим в минувшие выходные по территории центральных областей Европейской России холодным атмосферным фронтом, в регион проникли... >>

Погода в Москве 21 мая: «миллион на миллион»

21 мая 2018 | 07:19   За минувшие сутки на базовой московской метеостанции ВДНХ выпал 3 мм осадков. Минимальная ночная температура воздуха в столице была +5,3°... >>

В столице досрочно выполнена майская норма осадков

21 мая 2018 | 07:16   Первые две декады мая принесли в Москву 60 мм осадков, перевыполнив таким образом месячную норму. Напомним, что в мае она составляет 51 мм... >>

Свердловская область попала под удар холодного фронта

21 мая 2018 | 06:41   В минувшее воскресенье по территории Среднего Урала прошёл холодный атмосферный фронт. В Свердловской области он отличался большими температурными... >>

Погода новой недели: тепло возвращается

20 мая 2018 | 22:32   В южных регионах России ожидается неустойчивая, с локальными ливнями и грозами, погода. Но они не помешают солнцу прогревать воздух – в полуденные... >>

В Тюмени разогнался сильный ветер

20 мая 2018 | 20:50   В социальных сетях появляется множество сообщений о непогоде в Тюмени. Пользователи делятся информацией о сильном ветре, который повалил в городе... >>

К середине XXI века 68% населения планеты будет жить в городах

20 мая 2018 | 15:50   ООН призывает развивать инфраструктуру, экологию и социальные службы в городах, чтобы обеспечить в них достойные условия жизни. По мнению авторов... >>

Крупнейший в мире коралловый риф не оправился от отбеливания

20 мая 2018 | 13:19   Кораллы составляют менее 1% морской среды Земли, но в них проживает более 25% обитателей Мирового океана. Согласно данным правительства Японии... >>

Зарядье: путешествие среди снега и льда

20 мая 2018 | 12:50   Прошлой осенью в Москве недалеко от Кремля открылся парк, демонстрирующий природно-климатические зоны России. На днях в нём открылся ещё один... >>

Гиппопотамы и рыба оказались несовместимыми

20 мая 2018 | 12:20   Экологи давно знают, что загрязнение сточных вод от производства сельскохозяйственных культур может привести к низкому уровню содержания кислорода в... >>

Фотоархивы помогут прогнозировать наводнения в горах

20 мая 2018 | 11:28   Архивы космических снимков с аппаратов серии Landsat (NASA) позволили учёным Университета Потсдама в Германии обнаружить незафиксированные ранее... >>

Оправдались прогнозы вулканологов

20 мая 2018 | 10:31   Предсказания вулканологов о возможных паровых взрывах при извержении вулкана Килауэа на Большом острове (Гавайи) оправдались. Извержение вулкана... >>

Регионы Поволжья отмечают сегодня День Волги

20 мая 2018 | 08:12   Впервые День Волги прошёл в 2008 году в Нижнем Новгороде во время проведения Х международного научно-промышленного форума «Великие реки – 2008»... >>

Погода в Санкт-Петербурге 20 мая

20 мая 2018 | 07:37   В воскресенье характер погоды на берегах Финского залива будет определять скандинавский антициклон, благодаря которому погода наладится... >>

Погода в Москве 20 мая

20 мая 2018 | 07:27   Погоду в столичном регионе сегодня будет определять холодный атмосферный фронт; большую часть дня погода будет пасмурной, местами пройдут... >>

Соловецкие постройки помогут в изучении изменения климата

19 мая 2018 | 17:37   Сотрудники Института географии РАН по результатам полевых работ доказали, что Соловецкие острова входят в редкий список уникальных природных объектов... >>

Что заставляет комаров кусаться?

19 мая 2018 | 17:01   Неожиданные результаты, полученные по итогам нового исследования комаров, помогут при стратегии лечения трансмиссивных заболеваний... >>
Архив новостей >>

Тема дня

В выходные в центре страны ожидаются ночные заморозки!

Метеовести: прогноз погоды новости от ФОБОС - В выходные в центре страны ожидаются ночные заморозки!
23 мая 2018 | 13:02   В конце рабочей недели на Русскую равнину с северо-востока прорвётся новая порция арктического холода. В четверг в столичном регионе ещё удержится... >>

Фобос на ТВ

...
23 мая 2018 | 07:59

Карта стихии

Видео

Фотогалерея

Новости партнеров

Copyright © 2012-2017
Метеовести
  Автоматизированные прогнозы погоды подготовлены
при техническом содействии проекта Метеонова