Сигурно ви се е случвало неведнъж: много бавно и внимателно се опитвате да излеете напитката от чайника в чашата, но вместо целенасочено попадение струята се плъзга по долната страна на чучура и всичко се разлива. Изглежда, досаден пропуск. Но не – това е цяла закономерност!
Ефектът на чайника се изучава от десетилетия и сега изследователски екип е успял да го опише подробно след внимателен теоретичен анализ и множество експерименти. Учените са изяснили, че взаимодействието на различни сили задържа малко количество течност непосредствено върху върха на чучура: това е достатъчно, за да пренасочи потока на течността при определени условия, пише National Geographic.
Ефектът на чайника е описан за първи път от Маркус Райнер през 1956 година, а учените отново и отново се опитвали да обяснят този ефект. Работа над тази тема дори била отличена с шеговитата Шнобелова (Анти-Нобелова) награда през 1999 година. Сега изследването на ефекта на чайника е финализирано в Алма матер на Райнер – Виенския технически университет.
„Макар това да е много разпространен и – изглежда – прост ефект, е изключително трудно да се обясни от гледна точка на механиката на флуидите. Ръбът от долната страна на чучура на чайника играе важна роля: там се образува капка, оставяйки зоната непосредствено под ръба винаги мокра. Размерът на тази капка зависи от скоростта, с която течността изтича от чайника. Ако скоростта е под критичния праг, потокът се пренасочва и течността се стича надолу по чучура“, казва Бернхард Шайхл, водещ автор на изследването.
„За първи път успяхме да дадем пълно теоретично обяснение на това, защо се образува тази капка и защо долната страна на върха на чучура винаги остава мокра. Математиката, която стои в основата на това, е сложна – това е взаимодействие на инерционни, вискозни и капилярни сили. Силата на инерцията гарантира, че течността се стреми да запази първоначалната си посока, докато капилярните сили забавят движението на течността точно до чучура на чайника.
Работи ли "правилото за петте секунди"
Взаимодействието на тези сили лежи в основата на така наречения ефект на чайника. Но капилярните сили гарантират, че ефектът започва само под определен ъгъл между стената и повърхността на течността. Колкото по-малък е този ъгъл или колкото по-хидрофилен е материалът на чайника, толкова повече се забавя отделянето на течността от повърхността на чучура", добавя Шайхл.
Интересното е, че силата на тежестта по отношение към другите възникващи сили не играе решаваща роля в този ефект. Гравитацията просто определя посоката, в която е насочена струята, но нейната сила няма решаващо значение за ефекта на чайника. По такъв начин ефектът на чайника ще се наблюдава дори при пиене на чай на лунна база (но не и на Международната космическа станция, където изобщо няма гравитация).
