211service.com
Flasker, bobler og brud
Et populært festtrick er at fylde en glasflaske med vand og ramme toppen af flasken med en åben hånd, hvilket får bunden af flasken til at bryde op, siger David Jesse Daily og venner på Brigham Young University i Provo, Utah.
Flaskerne går kun i stykker, når de fyldes med stillestående vand, og ikke når de fyldes med brusende stoffer eller når de er tomme. Spørgsmålet er: hvorfor?
I dag afslører disse fyre præcis, hvordan denne proces foregår i en interessant video til dette års Gallery of Fluid Motion-konkurrence, en årlig begivenhed, der drives af Fluid Dynamics Division i American Physical Society ( download i høj opløsning eller download i lav opløsning ).
Disse fyre måler først det øjeblik, hvor flasken går i stykker, og siger, at dette ikke falder sammen med det øjeblik, hvor flasken bliver ramt.
I stedet bruger de højhastighedsvideooptagelser til at vise, at påvirkningen fra hånden får flasken til at accelerere nedad, og dette skaber et område med lavt tryk i bunden af væsken.
Hvis accelerationen er stor nok, falder trykket under damptrykket, og væsken fordamper og danner bobler. Dette er en velkendt proces kendt som kavitation.
Så snart trykket vender tilbage til det normale, kollapser boblerne. Men interessant nok sker dette kollaps med omkring ti gange hastigheden for bobledannelse. Det producerer også øjeblikkelige kræfter, der er meget mere koncentrerede end dem, der frembragte accelerationen.
Det er disse kræfter, der knækker flasken.
Daily og co fortsætter med at vise, at denne proces ikke virker, når flasken er fyldt med kulsyreholdigt vand. Årsagen er enkel. Håndens stød får bobler til at dannes som før, men i stedet for at kollapse fyldes boblerne med kuldioxid og flyder væk.
På samme måde virker effekten ikke med en tom flaske, fordi boblerne slet ikke kan dannes.
Så nu ved du det.
Og moralen i denne historie? Undgå studenterfester i Utah.
Ref: arxiv.org/abs/1210.3764 : Katastrofal cracking takket være stille kavitation