Марк Волынский - Необыкновенная жизнь обыкновенной капли

Кавитация— возникновение пузырьков газа в опре­деленных зонах жидкости, где создаются условия мест­ного «микровскипания». Такие пузырьки могут рождать­ся в области быстрых течений. Там, согласно закону Бернулли, давление жидкости сильно падает, достигая уровня упругости паров. При схлопывании пузырьков обнаруживается их вредный, «колючий» норов: возника­ют мгновенные пики высоких давлений — миллионы уколов, разрушающих высокооборотные гребные винты кораблей, подводные сооружения гидроплотин и т. д.

Капельница— простейший каплеобразователь для бытовых и медицинских нужд, часто вставляется в виде миниатюрной пластиковой пробочки в горлышко пу­зырька с лекарствами — говорить вроде не о чем, он вообще не имеет устройства. Не совсем так. Вспомните попытку получить серию ровных капель в обычном пу­зырьке с узким горлышком. Вы наклонили пузырек, даже опрокинули, но капель нет. Не пускает разряже­ние между дном пузырька и жидкостью; внешнее ат­мосферное давление больше статического в жидкости пузырька. Капельница должна иметь два отдельных ка­нала: 1) для сообщения сосуда с атмосферой и устране­ния разряжения; 2) для выхода капель. Современные пластиковые капельницы компактны и технологичны, но иногда работают нечетко — воздушный микроканал рас­положен близко от основного (их нетрудно разглядеть) и может забиваться жидкостью. Кое-где сохранились «добрые старые» капельницы с притертой пробкой, имевшей два тонких канала-бороздки, они продолжа­лись на поверхности горлышка. Поворот пробки — и обе пары бороздок на пробке и горлышке совмещены, дей­ствие безотказное.

Конденсация— переход вещества из одной фазы (па­рообразной) в другую (жидкую) в виде мелких капель; происходит, как правило, на ядрах (центрах) конденса­ции — пылинках, заряженных частицах и т. д.

Лекарственные капли.Укажем лишь самые «по­пулярные»: валериановые, капли Датского короля от кашля (употреблялись в недавнем прошлом), капли Вотчала, Зеленина, ландышевые.

Лакокрасочные покрытия. Раствор краски или дру­гого вещества распылив ают в виде мелких капелек (аэрозоля) с помощью пневмопистолета (тип пневмати­ческой форсунки), нанося слой покрытия на различные поверхности.

Медианный диаметр спектра распыливания— диа­метр капель в спектре с максимальной плотностью рас­пределения по размерам.

Милликена классические опытыпо измерению массы и заряда электрона с помощью капель (счастливая на­ходка Дж. Таусенда, измерениям которого, однако, не хватило точности) в науке стали образцом виртуозной техники. Американский ученый завершил то, что на про­тяжении почти 16 лет (1897—1912) пытались сделать другие исследователи. Капли в его опытах падали через магнитное поле внутри камеры Вильсона, и их скорость определялась по формуле Стокса с учетом постоянной электрической силы. Были поставлены тончайшие пред­варительные эксперименты по испарению: капля непо­движно взвешивалась в поле, ее стремление всплыть из-за потери массы компенсировалось электрической силой — так находилась скорость испарения, нужная для точного расчета движения частиц. Длительные наб-, людения обнаружили новый эффект — скачки скорости, что могло происходить лишь в одном случае: если меняющийся заряд падающей капли принимал значения, кратные какому-то минимальному. Это минимальное, неделимое и оказалось зарядом электрона. Так опыт подтвердил «зернистое» строение зарядов, а капелька воды принесла каплю истины — константу масштабов современного естествознания. Заряд электрона в опытах Милликена оказался равным (4,77± 0,005) 10 -10элек­тростатической единицы. Незначительный «довесок» в скобках «дорого стоил», он означал высочайший класс эксперимента и точность результатов, полученных ценой подвижничества и бесконечного стремления к достоверности.

Молоко,которое нам кажется единой сплошной жидкостью, является эмульсией (смесью жидкостей) и состоит из белково-жировых шариков, капель размером порядка 1 микрометра.

Молоко порошковое— продукт распыливания моло­ка в условиях вакуума; после испарения жидкости остается порошок, представляющий собой белково-жи­ровые шарики диаметром порядка 10 микрометров.

Невесомость капли.Известен классический опыт бельгийского физика и анатома Жозефа Плато по неве­сомости капли. В прозрачный сосуд с водным раствором спирта вводят каплю не смешивающегося с ним масла. Концентрацию раствора подбирают так, чтобы уравнять плотности обеих жидкостей. Тяжесть капли будет урав­новешена архимедовой силой, и она станет невесомой. Из игры трех сил на капле: веса, гидростатического давления (их равнодействующей архимедовой силы) и поверхностного натяжения — выбывают две первые. Капля любого размера повисает в жидкости правиль­ным шаром под действием силы поверхностного натяже­ния, стремящегося придать минимальную поверхность капле при заданном объеме (геометрическое свойство шара).