Quelli che si godono la brezza sulla frangia del mare o presso la torre di laurea in una spa sbuffano gocce di acqua salata. Lo champagne manda anche le bollicine piccole perle nella stanza e così raggiunge i nostri nasi come un profumo formicolio. Questi e molti altri fluidi, come particelle sospese, diventano giocattoli nell’aria. Funziona solo se scendono molto lentamente e per farlo devono essere anonimi.
Ogni goccia consente al suo dispositivo di accelerare a terra a causa del suo peso. A sua volta, l’aria esercita una forza di resistenza. Questo aumenta con la velocità della caduta, fino a quando alla fine entrambe le forze ottengono la stessa quantità. Finché la massa della goccia rimane la stessa, da allora diminuirà a una velocità costante.
Dietro molti oggetti di uso quotidiano c’è una fisica straordinaria. L’ho sentito per molti anni Hans-Joachim Schleichting Segue questi fenomeni e li spiega ai lettori di “Taif al-Alam” nella sua colonna. Schlichting è professore di fisica dell’educazione e ha lavorato all’Università di Münster fino al suo pensionamento.
La forza di trascinamento di un oggetto in movimento dipende non solo dalla sua velocità, ma anche dalla sua area della sezione trasversale: le gocce più piccole sono soggette a una minore resistenza. L’equilibrio generale delle forze cambia con le dimensioni. Perché con esso la massa e quindi anche il peso diminuisce, ma non della stessa quantità. Questo è il motivo per i diversi tassi di dispersione delle piccole gocce.
Se il raggio di caduta viene ridotto di un fattore 10, la sua area viene ridotta di un fattore 100. Tuttavia, il volume e la massa proporzionale diminuiscono con il raggio fino alla potenza di tre, cioè di un fattore 1000. Quindi il peso si riduce molto più velocemente della resistenza dell’aria. Pertanto, con cadute più piccole, le due forze sono bilanciate a velocità molto più basse: il corpo affonda più lentamente. Quindi, se vuoi mantenere i liquidi oi materiali che stai trasportando nell’aria per un lungo periodo, devi fare le goccioline il più piccole possibile.
© H. Joachim Schlichting (dettagli)
Siringa installata | Questa collaudata siringa utilizza pittori per spruzzare vernici o soluzioni in resina. Per fare ciò, inserire il tubo sottile nel liquido e soffiare nel boccaglio spesso.
Più facile a dirsi che a farsi. Perché per fare due palline da una, hai bisogno di una superficie extra di un quinto. E questo costa energia. La quantità necessaria per spruzzare una certa quantità di acqua nelle goccioline viene calcolata moltiplicando l’area totale risultante per la tensione superficiale caratteristica dell’acqua. Piccole gocce semitonde. La loro superficie individuale moltiplicata per il loro numero, che può derivare dal volume totale di acqua, risulta nella superficie totale. Un breve calcolo mostra che fatto da un litro di gocce d’acqua con un raggio di dieci micrometri occuperà un’area totale di 300 metri quadrati. Per questo dovrebbe essere usata un’energia di circa 22 joule. È piuttosto interessante: puoi sollevare almeno la stessa quantità di liquido per 2,2 metri.
La tempesta raccoglie l’acqua spray e la spinge in ampie cortine di nebbia lungo la linea di marea
(Harry Molich, 1927-2010)
Il semplice metodo di atomizzazione dà un’impressione delle prestazioni richieste per produrre le goccioline. Per fare ciò, il tubo viene abbassato in un contenitore d’acqua, ad esempio, e un altro tubo viene soffiato nel foro superiore del primo. La cannuccia trasparente, ad esempio, mostra come si trova il livello dell’acqua. Anche se non puoi vederlo, puoi sentirlo con un forte sibilo – un’espressione della frequenza di vibrazione variabile di una colonna d’aria calante.
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