Monde de la physique: Salzring dans l’eau de pâtes

Trois physiciens se rencontrent pour le dîner. Ainsi, l’histoire d’un nouveau travail de recherche, sur lequel l’équipe de recherche rapporte dans le magazine spécialisé “Physics of Fluids”. Après un repas ensemble, ils ont remarqué un anneau de sel dans le pot et se sont demandé comment il avait été créé et ce qui l’a influencé. Ensuite, ils ont planifié un certain nombre d’expériences et ont trouvé: plusieurs facteurs jouent un rôle pour l’anneau de sel – comme la quantité de grains admis, leur taille et le niveau de remplissage du pot.

Pour leur série de tests, Mathieu Souzy et son équipe ont déménagé de la cuisine au laboratoire. Là, ils ont utilisé un bassin en verre en forme de cube avec des côtés de 50 centimètres de long au lieu d’une casserole pleine de nouilles. Dans le bassin, ils ont initialement donné de l’eau à température ambiante et versé des boules de verre de millimètres de borosilicate dans l’eau dans les expériences.

Souzy et son équipe ont changé et observé divers paramètres comment cela affecte le dépôt au bas du navire. Ils ont fait plusieurs effets qui jouent un rôle: d’une part, une seule particule crée un petit courant lorsqu’il s’enfonce au sol en raison de la gravité. Ce courant influence l’écoulement de l’eau entourée. Si vous déposez plusieurs balles dans l’eau, les courants déchirent non seulement l’eau, mais aussi les particules voisines. Dans l’expérience, ils ont coulé au sol plus rapidement qu’une seule particule. De plus, l’eau déchirée dans l’eau so-appelée a pressé les perles vers l’extérieur, de sorte qu’un dépôt en forme d’anneau a été créé.

Une bague ne se pose pas toujours

En plus du nombre de particules, les chercheurs ont également varié le niveau d’eau dans le navire. Étant donné que les balles couvrent ensuite un chemin plus long vers le sol, ils se distribuent et s’éloignent plus loin au sol. Les courants qui proviennent d’eux affectent alors à peine les autres perles. Si vous coulez ensuite, plus de formes, mais vous pouvez vous propager uniformément sur une zone circulaire au bas du navire.

Le diamètre et le volume total des particules donné dans ont également joué un rôle: plus ils étaient grands et plus leur volume total est élevé, plus l’anneau est grand. Cependant, les deux facteurs s’influencent également. Si les boules étaient trop grandes par rapport au volume total de toutes les particules, il y avait relativement peu de particules. Ensuite, le courant des particules individuelles n’a plus eu d’effet sur les particules voisines et aucune anneau s’est formée.

L’équipe autour de Mathieu Souzy souligne que ces résultats peuvent avoir des applications de grande envergure au-delà de l’eau des pâtes. Dans l’élimination des déchets contaminés dans les rivières et les selles, par exemple, il peut être décisif de comprendre comment les solides se comportent et se déposent dans les liquides.