woensdag 3 november 2010

Mengen ja, maar ontmengen?

Ik had het de voorbije dagen hier een paar keer over bijzondere metalen.
Maar ook vloeistoffen kunnen zich buitengewoon gedragen.
Lang geleden (31 januari 2009) blogde ik al over niet-Newtoniaanse vloeistoffen.
Dat zijn vloeistoffen waarvan de stroperigheid afhangt van de krachten die je er op uitoefent. Yogurth is er zo één en latexverf ook: bij stilstand zijn het dikstroperige vloeistoffen, die minder en minder stroperig worden als je er in roert.

En over verven gesproken.
Je weet wel uit ervaring dat als je een pot gele verf bij een pot blauwe verf giet en goed roert, je een pot groene verf krijgt.
Je moet er niet aan denken om die groene verf weer te scheiden in gele en blauwe verf door b.v. in de andere richting te roeren. Dat is onmogelijk.
Maar niet te vlug!
Want met stroperige vloeistoffen kan je straffe toeren uithalen.
Als je in een laag stroperige kleurloze vloeistof (glycerine bijvoorbeeld) een druppel gekleurde en even stroperige vloeistof aanbrengt (gekleurde siroop bijvoorbeeld) en je mengt ze zeer voorzichtig zodat er geen turbulentie (geen wervelingen) optreedt, dan kan je de menging terug draaien!
Bekijk maar dit bijna ongelooflijk experiment:


De verklaring van dit merkwaardig gedrag is niet eenvoudig.
Ik ga hier de wiskundige stromingsleer niet uit de doeken doen en het fameuze Reynolds getal niet ter sprake brengen.
Maar ik ga proberen het gebeuren eenvoudig te verklaren.

Door het trage draaien van de binnenste pot, zorg je voor een laminaire stroming in de grootste stroperige vloeistofmassa (de glycerine).
Een laminaire stroming wil zeggen een stroming in laagjes.
Je kan dus die vloeistofmassa opgebouwd denken uit verschillende laagjes die  ten opzichte van elkaar bewegen als er aan de hendel gedraaid wordt. De laagjes schuiven als het ware over elkaar.

image

De laag dichtst bij het centrum beweegt snelst. De laag verst van het centrum beweegt traagst.
Elke laag sleurt zijn deel van de gekleurde stroperige vloeistof mee.
Bij het terugdraaien, schuift elke laag met zijn kleurstofdeel terug van waar het kwam.
Essentiële voorwaarde is dat er geen wervelingen ontstaan bij het draaien: de stroming mag niet turbulent worden. Ze moet laminair blijven.

Zo zie je maar dat vloeistoffen niet moeten onderdoen voor metalen.
En dat de natuur vol merkwaardigheden zit.

Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen