Парадокс чайного листа — физический парадокс, заключающийся в том, что при размешивании чая в чашке круговыми движениями ложкой, мы наблюдаем, как чаинки собираются в центре чашки на дне, в то время как «здравый смысл» указывает нам на то, что под действием центробежной силы они должны были бы разместиться по краю.
Механизм этого эффекта раскрыл Альберт Эйнштейн, приведя его в качестве примера, предложенного им для объяснения закона Бэра[1].
«Представим чашку с плоским дном, полную чая. На дне имеется несколько чаинок, которые остаются там, так как оказываются тяжелее вытесняемой ими жидкости. Если с помощью ложки заставить жидкость вращаться, то чаинки быстро соберутся в центре дна чашки. Объяснение этого явления заключается в следующем: вращение жидкости приводит к появлению центробежных сил. Эти силы сами по себе не могли бы привести к изменению потока жидкости, если бы последняя вращалась как твёрдое тело. Но по соседству со стенками чашки жидкость удерживается благодаря трению, так что угловая скорость, с которой она вращается, оказывается меньше, чем в других местах, близких к центру. В частности, угловая скорость вращения, а следовательно и центробежная сила, будет меньше вблизи дна, чем вдали от него. Результатом этого является круговое движение, подобное изображённому на рисунке, которое возрастает до тех пор, пока под действием трения не станет стационарным. Чаинки сносятся в центр круговым движением, чем доказывают его существование».
— Альберт Эйнштейн (из доклада на собрании Прусской академии наук 7 января 1926 г.)
Здесь важно то, что чашка неподвижна. Если же привести чашку во вращение, то после установления твёрдотельного вращения жидкости, вращающейся вместе с чашкой, чаинки, под действием центробежной силы, соберутся на периферии.
Применение
Это явление использовалось для разработки нового метода отделения красных кровяных телец от плазмы крови[2][3], для понимания систем атмосферного давления[4], а также в процессе пивоварения для отделения коагулированного осадка в водовороте[5], оно же даёт вихревой эффект в трубке Ранка, где более тяжёлый холодный газ выходит по центральной оси вихревой трубки, а более лёгкий горячий - вдоль стенки.
Насо́с — гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя или мускульную энергию в энергию потока жидкости, служащую для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов. Разность давлений жидкости на выходе из насоса и присоединённом трубопроводе обуславливает её перемещение.
Прили́вные си́лы — силы, возникающие в телах, свободно движущихся в неоднородном силовом поле. Самым известным примером действия приливных сил являются приливы и отливы на Земле, откуда и произошло их название.
Турбуле́нтность, устар. турбуле́нция, турбуле́нтное тече́ние — явление, когда при увеличении скорости течения жидкости образуются нелинейные фрактальные волны. Волны образуются обычные, линейные различных размеров, без наличия внешних сил и/или при наличии — сил, возмущающих среду. Волны появляются случайно, и их амплитуда меняется хаотически в некотором интервале. Они возникают чаще всего либо на границе, у стенки, и/или при разрушении или опрокидывании волны. Они могут образоваться на струях.
Вихревой эффект — эффект температурного разделения газа при закручивании в цилиндрической или конической камере при условии, что поток газа в трубке проходит не только прямо, но и обратно.
Сепара́тор — аппарат, производящий разделение продукта на фракции с разными характеристиками: например, разделение двух жидкостей — моторного масла и воды, или отделение взвеси от жидкости — осадка от вина, и т. д.
Меа́ндр — излучина (изгиб) русла реки, вследствие выхода скальных пород или преобладающих ветров.
Эффе́кт Ма́гнуса — физическое явление, возникающее при обтекании вращающегося тела потоком жидкости или газа. Образуется сила, воздействующая на тело и направленная перпендикулярно направлению потока. Это является результатом совместного воздействия таких физических явлений, как эффект Бернулли и образования пограничного слоя в среде вокруг обтекаемого объекта.
Центрифу́га — устройство, использующее центробежную силу. Представляет собой механизм, обеспечивающий вращение объекта приложения центробежной силы. Применяются для разделения газообразных, жидких или сыпучих тел разной плотности, а также в других случаях, требующих имитации повышенной силы тяжести.
Гидроцикло́н — аппарат, предназначенный для обесшламливания, сгущения шламов и продуктов флотации, осветления оборотных вод, классификации рудной пульпы в стадиях тонкого измельчения в замкнутом цикле с шаровыми мельницами и обогащения тонких фракций угля и руд в водной среде и тяжелых суспензиях в центробежном поле, создаваемом в результате вращения пульпы.
Расходоме́р — прибор, измеряющий объемный расход или массовый расход вещества, т. е. количество вещества, проходящее через данное сечение потока например, сечение трубопровода в единицу времени. Если прибор имеет интегрирующее устройство и служит для одновременного измерения и количества вещества, то его называют счетчиком-расходомером.
Су́точное враще́ние Земли́ вокруг своей оси происходит с периодом в одни звёздные сутки. Наблюдаемым проявлением вращения Земли является суточное вращение небесной сферы.
Лопа́тка (ло́пасть) — деталь лопаточных машин, предназначенная для изменения в них параметров газа или жидкости.
Технологияперекачиваемого льда (ПЛ) — это технология производства текучих сред и вторичных холодильных агентов, также называемых хладоносителями, с вязкостью воды или желе и потенциалом холода льда. Перекачиваемый лёд — это, как правило, суспензия, состоящая из кристаллов льда размерами от 5 до 10 000 микронов, рассола или морской воды, или пищевой жидкости и пузырьков газа, например, воздуха, озона, углекислого газа.
Ведро Ньютона — это простой физический эксперимент, которому даны различные объяснения, исходя из различных модельных представлений о пространстве и времени.
Пожарный центробежный насос — пожарный насос центробежного типа, широко используется на пожарной технике — пожарные автоцистерны, мотопомпы, насосные станции и другие устройства.
Си́ла Кориоли́са в гидроаэромеха́нике — одна из сил инерции, действующая на упорядоченный или флуктуационный поток жидкости или газа во вращающейся неинерциальной системе отсчёта.
Уравне́ние ви́хря — дифференциальное уравнение в частных производных, описывающее эволюцию в пространстве и времени вихря скорости течения жидкости или газа. Под вихрем скорости (завихренностью) понимается ротор скорости . Уравнение вихря используется в гидродинамике, геофизической гидродинамике, астрофизической гидродинамике, в численном прогнозе погоды.
Течение Куэтта — Тейлора — в гидродинамике течение вязкой жидкости, возникающее под действием сил вязкого трения между двумя вращающимися с разными скоростями соосными цилиндрами.
УЭЦН УЭЦН относится к погружным бесштанговым насосным установкам. Оборудование УЭЦН состоит из погружной части, спускаемой в скважину вертикально на колонне НКТ, и наземной части соединённые между собой погружным силовым кабелем.
Эта страница основана на статье Википедии. Текст доступен на условиях лицензии CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия. Изображения, видео и звуки доступны по их собственным лицензиям.
