Jak se tvoří mořská pěna?
Na první pohled by se mohlo zdát, že za pěnu na mořském břehu mohou vlny, které se neustále tvoří na moři. Důvod je ale jiný. Dokonce ani v řece, na které se tvoří větší množství vln, se totiž pěna u břehu neudrží. Na vině je samozřejmě - jako tak často … fyzika.
Vědci identifikovali jeden zásadní rozdíl mezi slanou a sladkou vodou. Ten je také důvodem tvorby pěny na mořském břehu. Je jím rozdílná koncentrace elektrolytů - tedy volných iontů, které jsou ve vodě obsaženy, což asi nikoho nepřekvapí.
Zajímavý je ale způsob, jakým volné ionty přispívají ke stabilitě bublinek ve vodě. Jejich působením totiž dochází ke zpomalení odtékání vody na “hrázi” mezi dvěma jednotlivými bublinkami.
Doba, za kterou se dvě malé bublinky spojí, je ve slané vodě několikrát delší než u vody sladké. Jinými slovy - tenký film, který se vytváří mezi dvěma bublinkami vzduchu, je ve slané vodě stabilnější. Zpočátku se sice ztenčuje podobně jako ve sladké vodě, ovšem pouze do okamžiku, kdy jeho tloušťka dosáhne kolem 40 nanometrů. Pak se u slané vody zpomaluje splynutí dvou bublinek o 2 až 14 milisekund - záleží přitom na typu samotných iontů a velikosti bublinky.
Když tloušťka filmu mezi dvěma bublinkami klesne na 30–50 nm, projeví se rozdíl v koncentraci elektrolytu mezi filmem a zbytkem (objemem) tekutiny. Tento jev zase vyvolává Marangoniho efekt, který vědci už dávno znají - vytváří se malý rozdíl v povrchovém napětí tekutiny a následně se tu objevuje síla, která zpomaluje tok kapaliny z filmu směrem ven.
Marangoniho efekt… vysvětluje pohyb kapaliny podél fázového rozhraní mezi kapalinou a plynem. Z místa s nižším mezifázovým napětím se pohybuje kapalina směrem do míst s vyšším mezifázovým napětím. Rozdíl povrchového napětí se může vytvořit například při rozdílných lokálních teplotách systému - v místech s nižší teplotou se pak nachází vyšší povrchové napětí (povrchové napětí kapalin s teplotou klesá), což vyvolává proudění povrchových vrstev kapaliny do těchto míst. U vícesložkových systémů může být tento rozdíl povrchového napětí vyvolán různými lokálními koncentracemi v ní rozpuštěných sloučenin, způsobenými rozdílnou rychlostí vypařování jednotlivých složek směsi. |
Marangoniho efekt ale nepomáhá stabilizovat jen pěnu na mořské vodě. Jiným příkladem jsou například i „slzy“ tvořící se na stěnách sklenice s roztokem alkoholu. Ten smáčí stěny sklenice. Alkohol se z roztoku na stěnách odpařuje a koncentrace roztoku zde klesá a povrchové napětí roztoku roste. Rozdíl povrchových napětí roztoku na stěně a na hladině roztoku ve sklenici způsobí vzestup kapaliny po stěně. Jakmile převáží gravitace nad povrchovými silami, vydá se kapka znovu dolů a celý proces se může opakovat.
Zdroj: B. Liu et al., “Nanoscale transport during liquid film thinning inhibits bubble coalescing behavior in electrolyte solutions,”Phys. Rev. Lett. 131, 104003 (2023).
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (3) - co nutí děti zlobit?
Když rozebereme případ dětí z úplně zlobivé třídy (idiochromatismus - název si můžete zapamatovat podle toho, že se z takových dětí člověk musí zbláznit), zjistíme, že mají ke zlobení (a minerály k zabarvení) jen několik důvodů.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (2) - proč jsou vlastně děti zlobivé?
V tomto díle blogového seriálu o barvě minerálů se dozvíte, kdo nebo co způsobuje tzv. alochromatismus, idiochromatismus a pseudochromatismus. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů a hornin? (1)
Zamysleli jste se někdy nad tím, odkud berou minerály a horniny svou barvu? Vysvětlení barvy minerálů se dá překvapivě vysvětlit dynamikou žáků ve školní třídě. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (2)
Ze svých zkušeností s vývojem života na Zemi odhadujeme možnosti vývoje na cizích planetách. Jednotlivé specifikace planet z pohledu geologa. Kde se může život vyvíjet nejrychleji? (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (1)
Když chceme posuzovat možnosti vývoje života na cizích planetách, můžeme se spolehnout jen na své zkušenosti ze Země. Jaké typy planet jsou nejvhodnější a na jakých planetách se může život vyvíjet jen pomalu? (délka blogu 4 min.)
Další články autora |
Pozdrav z lůžka. Expert Antoš posílá po srážce s autem palec nahoru
Hokejový expert České televize Milan Antoš, kterého v neděli na cestě z O2 areny srazilo auto, se...
Novotný je na vyhazov z ODS. Výroky o Slováčkové překročil hranici, řekl Benda
Starosta Řeporyjí Pavel Novotný překročil hranice, které by se překračovat neměly, kritizoval v...
Důchod daleko, ale práci nedostanou. Nezaměstnaných šedesátníků přibývá
Premium Lidé kolem šedesátky při hledání zaměstnání narážejí na zeď. Zaměstnavatelé o ně nestojí, preferují...
Publikace Nerudové jsou ostuda. Zesměšňuje všechny vědce, míní europoslanec
Ekonomka a kandidátka do Evropského parlamentu za hnutí STAN Danuše Nerudová publikováním do...
Letouny F-16 budeme považovat za nosiče jaderných zbraní, varovalo Rusko
Rusko bude považovat stíhačky F-16 americké výroby za nosiče jaderných zbraní bez ohledu na jejich...
Tragické úmrtí na ministerstvu. Zaměstnanec podle policie spáchal sebevraždu
V budově ministerstva průmyslu a obchodu bylo ve středu nalezeno tělo mrtvého muže. Mluvčí pražské...
Ruská ofenziva u Charkova zpomalila. Invazní síly budují nárazníkovou zónu
Sledujeme online Tempo ruských útočných operací v Charkovské oblasti na severovýchodě Ukrajiny zřejmě zpomalilo. Ve...
Žáci mají výsledky přijímaček na SŠ, přijato je 94 procent uchazečů
V informačním systému DiPSy jsou k dispozici výsledky přijímacích zkoušek na střední školy. Ministr...
Moucha na útěku. Francie po krvavém útoku dál hledá vězně a jeho osvoboditele
Ve Francii druhým dnem pátrají po uprchlém vězni a dalších čtyřech ozbrojených mužích, kteří při...
Rozdáváme samoopalovací fluid ZDARMA
Toužíte po dokonalé letní barvičce bez rizika spálení? Vyzkoušejte lehký přírodní samoopalovací krém na obličej i tělo od Manufaktury. Zapojte se...
- Počet článků 975
- Celková karma 19,66
- Průměrná čtenost 1321x