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溶解表面液滴的動力學(xué)

來源: 發(fā)布時間:2024-12-23

(論文部分內(nèi)容摘抄)


一個既有油又有水的玻璃杯,一般知識告訴我們,油和水不混合因此油和水將分成兩層。即使我們拿一根針,在油里面吹一滴水,反之亦然,水和油也不會混合。與許多事情一樣,現(xiàn)實(shí)并非如此簡單,它取決于油的類型、油的量,以及更多其他參數(shù),如油是否和如何與水混合。因此,盡管一個日常且看似簡單的情況,但它展示了一個復(fù)雜的、有趣的物理現(xiàn)象系統(tǒng):液滴和液滴溶解過程。這個話題的美妙之處在于,一種液體在另一種液體(例如水里的油)中的液滴,就相當(dāng)于空氣中干燥的水滴,或者你汽水里的氣體氣泡。因此,如果我們了解了油和水的混合,我們就更好地了解了溢出咖啡的行為,我們可以預(yù)測油漆需要多長時間才能干,我們可以預(yù)測我們杯子里的啤酒要多長時間才能脫掉它的“泡沫”,我們也可以理解為什么我們的“葡萄酒醬”里的橄欖油和醋真的不能混合。


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由一個氧原子(紅色)和兩個氫原子(白色):組成的水分子具有長久的偶極矩,如圖左所示。這可以在非極性分子中誘導(dǎo)偶極矩,如氧。水分子之間可以形成氫鍵,如虛線所示。油酸分子,畫在圖像的右側(cè),有一個疏水的,非極性的碳鏈。水不能與這條尾巴結(jié)合圖中給出了水分子的“籠子”是如何形成的(不需刻度)。


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影像學(xué)檢查


液滴由準(zhǔn)直發(fā)光二極管光源(Thor-labs,波長入=625 nm)照射,并由電荷耦合器件(CCD)照相機(jī)(Pixelfly USB, 德國/ Excelitas PCO 公司),配有可調(diào)節(jié)放大倍率的遠(yuǎn)距離顯微鏡。圖像以每秒1幀的標(biāo)準(zhǔn)速率獲得。


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雖然滴水和蜂鳴器是日常現(xiàn)象,它們的發(fā)光形式和生命周期都由許多有趣的方面決定。滴和泡在各種(工業(yè))應(yīng)用中的無處不在強(qiáng)調(diào)了充分了解相關(guān)物理方面的重要性。水與固體基體接觸的邊界面上的小氣體域。這些納米球很有趣,因?yàn)樗鼈兊膲勖雀鶕?jù)傳統(tǒng)關(guān)于鈴聲的知識可以預(yù)期的要長許多倍。這種差異的解釋之一是基于環(huán)繞氣泡的循環(huán)電流的穩(wěn)定機(jī)制。,通過跟蹤添加到包圍納米氣泡的水的小顆粒的運(yùn)動來測試該理論的有效性。然而,測量不認(rèn)為存在圍繞表面納米球的循環(huán)電流,表面納米球的背景下意外污染的風(fēng)險(xiǎn)。事實(shí)證明,微量污染,來自不同來源,可以形成液滴。這些液滴由于其形狀和機(jī)械特性無法從氣體填充納米球區(qū)分開來。因此,很可能在液滴之上進(jìn)行再循環(huán)電流的測量,而不是氣泡。因?yàn)楸砻婕{米氣泡很難測量和控制,將從充滿氣體的泡沫變成充滿所謂長鏈醇的液滴。這些液滴很容易形成和研究,其中參數(shù),如滴度大小,液滴的飽和度和位置可以精確確定。


德國/ Excelitas PCO 公司的pco. pixelfly工業(yè)相機(jī),具備 高感光度的優(yōu)點(diǎn),將高速實(shí)驗(yàn)過程完美記錄,為實(shí)驗(yàn)提供強(qiáng)而有力的圖像數(shù)據(jù)支持。


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