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 |
Přes Česko přešly bouřky s krupobitím. Dálnici D1 pokrylo bahno a větve
Do Česka přišly přívalové deště, na některých místech padaly i kroupy. Hasiči hlásili desítky...
NATO určilo červené linie. Má dva scénáře zásahu proti Rusku, píší média
Premium Severoatlantická aliance připravila krizové scénáře „červených linií“, při jejichž překročení...
S babičkou nepřežila nehodu ani vnučka. Její orgány zachránily tři jiné děti
Nehoda z Čáslavic na Třebíčsku si vyžádala druhou oběť. Auto tam minulý čtvrtek zatím z...
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...
Aktivisté žádají konec pedagožky Univerzity Karlovy a přednášky o „genocidě v Gaze“
Karlova univerzita by měla přehodnotit zaměstnávání osob jako je doktorka Irena Kalhousová, uvádí...
Při hromadné nehodě na Karlovarsku zemřel člověk, další čtyři se zranili
Vážná dopravní nehoda dvou osobních a nákladního vozidla uzavřela silnici I/6 u Čichalova na...
Tak mě vyhodí z ODS, a co? Přežijí beze mě, já bez nich taky, říká Novotný
Starosta pražských Řeporyjí Pavel Novotný počítá s tím, že tentokrát ho už čeká vyhazov z ODS....
Hraniční kontroly na migranty zabraly, těší Němce. Ministryně chválí Čechy
Hraniční kontroly, které Berlín zavedl na hranicích s Českem, Rakouskem, Polskem a Švýcarskem kvůli...
Nákladní vůz s kamením sjel na pole a převrátil se, řidiče odvezla sanitka
Nákladní vozidlo, které vezlo kamení, sjelo dnes odpoledne v Milovicích u Hořic ze silnice a na...
Prodej bytu 1+1 35 m2 Zlín - Javorová
Javorová, Zlín
2 990 000 Kč
- Počet článků 975
- Celková karma 19,62
- Průměrná čtenost 1321x