Beş Yüzyıldan Sonra, Leonardo Da Vinci'nin Kabarcık Gizeminin Sonunda Bir Cevabı Var

Suda yükselen hava kabarcıklarını izlediyseniz, Leonardo Da Vinci ile aynı şeyi düşünmüş olabilirsiniz: neden hepsi doğrudan yüzeye gitmiyor? Öyleyse, insanların sorunuzu dikkate alması için 500 yıldan fazla geç kaldınız ve muhtemelen yeterince ünlü değilsiniz, ancak iyi haber şu ki, bir cevap almak için hayattasınız.

Leonardo'nun gözlemiyle ilgili en ilginç şey, her biri üzerinde aynı fiziksel kuvvetler etkili olsa da, yüzeye doğru zikzak veya sarmal çizenlerin yalnızca daha büyük kabarcıklar olmasıdır, küçük olanlar değil.

Proceedings of the National Academy of Sciences'ta, Sevilla Üniversitesi'nden Profesör Miguel Herrada ve Bristol Üniversitesi'nden Profesör Jens Eggers, bu muammaya sıvı/gaz arayüzlerini anlamada yeni ilerlemelere yol açacağını umdukları bir cevap sunuyorlar.

Herrada ve Eggers, kabarcık hareketinin hiçbir zaman açıklanmamasının yanı sıra matematiksel olarak da tanımlanmadığını belirtti.

Codex Leicester'da Leonardo, yükselen bir kabarcığın sarmal hareketini çizdi, ancak onun bile nedenini bilmesi pek olası değil. Sevilla Üniversitesi.

 

Yazarlar, olgu ne kadar yaygın olsa da, kabarcık hareketinin modellemeyi zorlaştıran bir dizi yönünü gözlemliyorlar. En önemlisi şöyle yazıyorlar: "Kabarcık, sıvının uyguladığı kuvvetlere tepki olarak deforme olur ve buna karşılık, kabarcığın şekli akışın karakterini değiştirir."

Sabun gibi yüzey aktif maddelerle çok küçük bir kirlenme bile kabarcık davranışını etkileyebileceğinden, deneylerin kendi sorunları vardır.

Yılmadan, Herrada ve Eggers matematiksel modeller uyguladılar ve bulgularını "aşırı temiz su" üzerinde yapılan önceki deneylerle karşılaştırdılar. Yükselen kabarcıkların, şekillerini değiştiren periyodik bir eğime maruz kaldıklarını buldular. Yukarı bakan taraf daha yüksek eğriliğe sahiptir, bu da yüzeyi daha kaygan hale getirir, dolayısıyla su, üzerinde daha hızlı hareket eder. Bu, Bernoulli'nin biraz mantığa aykırı ilkesine göre, o taraftaki basıncı azaltır ve döngü yeniden başlamadan önce kabarcığı orijinal konumuna geri iter.

Modelleme, bu sürecin, 0,926 milimetreden daha büyük yarıçapa sahip kabarcıkların düz bir yörüngeden saparak yalpalamasına neden olması gerektiğini öngörüyor. Kritik boyut, ultra temiz suda elde edilen değerin yüzde 2'si içinde.

Yazarlar, bir sonraki adımın kontaminasyonun sonuçları nasıl etkilediğini incelemek olduğunu öne sürüyor. 16. yüzyılda aşırı temiz su mevcut olsaydı, onu içmekten daha az insan ölmüş olurdu, dolayısıyla Leonardo'nun gözlemlerini belirli bir kirlilik seviyesiyle uğraşırken yaptığını varsaymak mantıklıdır. Bugün bile, çok saf su laboratuvar dışında nadirdir, bu nedenle, işin pratik uygulamaları olacaksa, bu tür bir genişletme muhtemelen gereklidir.

Makale, Proceedings of the National Academy of Sciences'ta açık erişime sahiptir.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.