Переверните полную бутылку, почему она льется?

Почему полная бутылка протекает при переворачивании?

Идея: Предположим, что есть полная бутылка, которая еще не открыта. Вы переворачиваете его так, чтобы отверстие указывало на центр земли. Теперь вы открываете его. Будет лить? Будет, но зачем? В первую очередь я думал, что этого не произойдет, так как внутри бутылки можно создать вакуум, но это, в свою очередь, удержит жидкость. Верно ли это предположение в теории? Всегда ли природа старалась бы избегать создания вакуума «на ровном месте»? Является ли это взаимодействием гравитационной силы и «вакуумной силы» (при чем здесь противодействующая сила?)?

изображение

Несмотря на это, я думаю, что причина, по которой жидкость в конце концов выливается из бутылки, связана с турбулентными потоками, которые позволяют воздуху проникать в бутылку и подниматься вверх через жидкость, которая хранится в самой высокой точке внутри бутылки. . Правильный?

После того, как я закончил этот вопрос, я, наконец, выделил связанный с этим вопрос: как налить воду из бутылки как можно быстрее? что, кажется, подтверждает мои мысли, по крайней мере, в отношении заливки. А как же сам вакуум? Можно ли создать вакуум при переворачивании бутылки? Если нет, то почему? Будет ли это когда-либо предотвращено, несмотря на любые «обстоятельства», такие как масса и объем жидкости/бутылки и т. д.?

Ответы (2)

будет ли жидкость свободно выливаться из горлышка перевернутой бутылки, зависит от того, поддерживает ли горлышко бутылки двухфазный поток , при котором жидкость может вытекать из горлышка бутылки одновременно с входом воздуха. бутылку в обратном направлении.

Это зависит от поверхностного натяжения жидкости, диаметра горлышка и силы гравитации. Низкое поверхностное натяжение, большие диаметры и высокая плотность способствуют созданию двухфазного потока. Высокое поверхностное натяжение, малые диаметры и низкая G препятствуют установлению двухфазного потока.

Промежуточный случай – снарядное течение , при котором выходящая жидкость и входящий воздух по очереди занимают горлышко бутылки.

ДО термина «пробковое течение». Вы меня порадовали :-)

Ваши идеи не так уж далеки от истины, причина падения жидкости при переворачивании связана с нестабильностью границы раздела между жидкостью и воздухом. Этот интерфейс нестабилен и в конечном итоге образует капли, которые позволяют жидкости падать вниз, а пузырькам воздуха подниматься вверх.

Однако при правильной частоте движения вы можете предотвратить формирование этой нестабильности и, следовательно, удержать жидкость от падения. Если бы вы могли поместить корабль в этот интерфейс, вы обнаружите, что получаете обратную плавучесть , когда корабль плывет вверх дном (см. GIF-видео ниже). Эта идея хорошо показана в этой недавней публикации в Nature, аккуратно изложенной в видео ниже.

https://www.youtube.com/watch?v=bodsuTucSxQ

Фактическая публикация в Nature, на которой основано видео, принадлежит Apffel et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2643-8

введите описание изображения здесь

Переверните полную бутылку, почему она льется?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v