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
Biologické stopy na exoplanetách
Jak se pozná, že se na cizí a slibně vypadající exoplanetě skutečně nachází život? Exoplanety jsou příliš daleko. Zbývá jen pozorování teleskopy. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Jakou barvu budou mít rostliny na exoplanetách?
Na exoplanetách může mít biosféra jinou barvu než je tomu na Zemi. Vědci našli argumenty pro existenci exoplanet s fialovými rostlinami. Jakou barvu mají rostliny na jiných planetách? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (4) - klamání tělem a přibarvování reality
Poslední část malého blogového seriálu o tom, proč jsou vlastně horniny barevné a proč je zbarvení minerálů podobné chování třídy plné dětí.
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.)
Další články autora |
Drahé a rezavé, řeší Ukrajinci zbraně z Česka. Ani nezaplatili, brání se firma
Premium České zbrojařské firmy patří dlouhou dobu mezi klíčové dodavatele pro ukrajinskou armádu i tamní...
Fica čekají nejtěžší hodiny, od smrti ho dělily centimetry, řekl Pellegrini
Zdravotní stav slovenského premiéra Roberta Fica je stabilizovaný, ale nadále vážný, řekl po...
Putinova časovaná bomba. Kadyrov umírá, rozjíždí se krvavý boj o trůny
Premium Ramzan Kadyrov ještě dýchá, v Čečensku se však už začíná hledat jeho nástupce. Naznačují to i...
Turisté si zajeli do Afghánistánu. Střelci část Evropanů povraždili i s průvodci
Neznámí ozbrojenci v pátek večer v provincii Bámján v centrální části Afghánistánu zabili tři...
Královna fetiše rozdráždila Ameriku. Její fotografce se klaní i feministky
Seriál „Nejkrásnější fotografka“ či „nejlepší pin-up fotografka na světě“. Taková čestná přízviska si...
ANALÝZA: Terorismus se vyplácí, vzkázali Palestincům. Gesto ve špatnou dobu
Premium Od spolupracovnice MF DNES v Izraeli Je to vzácnost, když Izraelci od rána vědí, co je ten den čeká. Ve středu to tak bylo. Od rána byly...
Turek: Z Nerudové mi bývá špatně, o hlasy komoušů a progresivistů nestojím
Bývalý automobilový závodník a lídr Přísahy s Motoristy Filip Turek patří mezi černé koně...
Rozhodněte o vítězi ankety Bloger roku 2023, hlasujte do konce května
Anketa Bloger roku 2023 je ve finále a o vítězi se rozhodne do konce května. Právě do posledního...
Na Mallorce se zřítila restaurace. Nejméně čtyři lidé zemřeli, desítky zraněných
Po pádu části budovy přímořské restaurace ve městě Palma na španělském ostrově Mallorca večer...
- Počet článků 978
- Celková karma 19,01
- Průměrná čtenost 1286x