Student náhodně vytváří „kapalinu pro přepracování tvaru“, což je výjimka z zákonů termodynamiky
Vědci objevili „tekutinu přepracování tvaru“, která se zdá, že vzdoruje zákonům termodynamika. Kapalina, která je tvořena olejem, vodou a magnetizovanými částicemi, se trvale rozděluje do formy připomínající řeckou urnu.
Tento objev začal, když Anthony RaykhPolymerní vědecká a inženýrská postgraduální student na University of Massachusetts Amherst studoval směs částic oleje, vody a niklu v lahvičce. Potřásl lahvičkou, aby vytvořil emulzi – nebo směs kapalin, které se nemíchají. Ale místo toho, aby se rozdělovala na čirý horní a dolní část, směs tvořila tvar řecké urny. Dokonce i po otřesení lahvičky znovu a znovu se vrací do tohoto tvaru.
„To je opravdu zvláštní,“ spoluautor studie Thomas RussellLive Science řekl profesor polymerních věd a inženýrství na University of Massachusetts Amherst. Je to divné, vysvětlil, protože obvykle, když se směs kapalin, které se nesmíchají, vrací se do rovnováhy před emulzí, chtějí minimalizovat rozhraní nebo hranici mezi oběma kapalinami. Tato tendence minimalizovat mezifázovou oblast se řídí zákony termodynamiky, které popisují, jak teplota, teplo, práce a energie souvisí ve fyzických systémech.
V typických emulzích oleje a vody tvoří kapaliny kulové kapičky, které mají minimální povrchovou plochu. Pro srovnání, tvar řecké urny má vyšší povrchovou plochu. Tato vyšší povrchová plocha, která se zdá, že je v rozporu s přírodními zákony, zmatená vědci.
Po prozkoumání tohoto zvláštního chování zjistili, že interakce mezi niklovými částicemi „druh převzetí“, aby vytvořili to, co se zdálo být porušením zákonů termodynamiky, řekl Russell. Částice vytvořily magnetické dipóly, jev, kde se jejich magnetické póly navzájem přitahují a na povrchu kapaliny vytvářejí pole „řetězců“. Tato interakce narušuje to, jak se emulze odděluje.
Zatímco Russell řekl, že vědci již dříve zkoumali segregaci částic ve směsích olejových vod-jak to Raykh dělal-nikdo jiný neprovedl stejný experiment. Žádní další vědci tedy nepozorovali ani neuvedli vyšší mezifázovou energii pozorovanou s tvarem řecké urny.
Zatímco na první pohled se zdá, že tato směs vzdoruje zákonům termodynamiky, Russell objasnil, že je to jen podivný případ. Vědci si uvědomili, že magnetickou rušení částic hrálo roli, protože její vliv vytvořil vyšší mezifázovou energii, což mělo za následek vyšší tvar plochy povrchu. A obecně se zákony termodynamiky vztahují celkově pro systémy, nikoli na interakce mezi jednotlivými částicemi, řekl Russell.
Vědci zveřejnili svá zjištění 4. dubna v časopise Fyzika přírody.
