The Cheerios Effect:Γιατί συγκεντρώνονται τα δημητριακά του πρωινού;

Το φαινόμενο Cheerios προκαλείται από έναν συνδυασμό άνωσης, επιφανειακής τάσης και του φαινομένου του μηνίσκου. Η άνωση είναι η δύναμη που κάνει ένα αντικείμενο να επιπλέει ή να βυθίζεται σε ένα υγρό. Η επιφανειακή τάση είναι η ιδιότητα ενός υγρού που το κάνει να λειτουργεί σαν εύκαμπτη μεμβράνη. Το φαινόμενο μηνίσκου είναι η καμπύλη στην επιφάνεια ενός υγρού που προκαλείται από άνισες δυνάμεις μεταξύ των μορίων του υγρού.

Είναι σχεδόν αδύνατο να μετρήσετε τον αριθμό των φυσικών φαινομένων που συμβαίνουν μπροστά στα μάτια σας κάθε στιγμή. Από το δευτερόλεπτο που ξυπνάτε το πρωί μέχρι τη στιγμή που τελικά κλείνετε τα μάτια σας για να κοιμηθείτε, παρακολουθείτε συνεχώς μια σειρά από φυσικά φαινόμενα χωρίς καν να το καταλάβετε.

Για παράδειγμα, σκεφτείτε το εξής:έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί τα δημητριακά πρωινού τείνουν να κολλάνε μεταξύ τους ή να κολλάνε στα πλαϊνά του μπολ;

Άνευση και επιφανειακή τάση

Πίστωση:Ciprian Kis/Shutterstock

Για να το πούμε ξεκάθαρα:Βάλτε ένα πλοίο σε έναν ωκεανό και θα επιπλεύσει. πετάξτε ένα καρφί στον ίδιο ωκεανό και… λοιπόν, πείτε αντίο στο νύχι σας.

Το αν ένα αντικείμενο επιπλέει ή βυθίζεται εξαρτάται από μια φυσική ιδιότητα που αναφέρεται ως άνωση. Εάν το εν λόγω αντικείμενο είναι πιο πυκνό από το υγρό που το περιβάλλει, τότε θα βυθιστεί. Ωστόσο, εάν είναι λιγότερο πυκνό, τότε θα επιπλέει. Είναι τόσο απλό!

Η επιφανειακή τάση είναι μια άλλη σημαντική έννοια που σχετίζεται με τα υγρά. Κάνει τα υγρά να λειτουργούν σαν «εύκαμπτες μεμβράνες». Η επιφανειακή τάση προκαλείται λόγω ασθενών δυνάμεων μεταξύ των μορίων του υγρού. Τα μόρια του νερού στην επιφάνεια ενός υγρού βιώνουν δυνάμεις «έλξης» από διαφορετικές κατευθύνσεις. τα μόρια του αέρα από πάνω τα τραβούν προς τα πάνω, ενώ τα γειτονικά μόρια του νερού τα τραβούν προς κάθε άλλη κατεύθυνση! Ανάλογα με το ποια από αυτές τις δυνάμεις είναι ισχυρότερη, η επιφάνεια των υγρών σπηλαίων προς αυτή την κατεύθυνση, δημιουργεί έναν «μηνίσκο».

Το φαινόμενο του μηνίσκου

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι δυνάμεις μεταξύ των μορίων του νερού και των μορίων του αέρα αλλάζουν ελαφρώς την επιφάνεια του υγρού σε ένα δοχείο. Η καμπύλη που προκύπτει στην επιφάνεια λόγω αυτών των άνισων δυνάμεων ονομάζεται μηνίσκος. Ένας μηνίσκος μπορεί να εμφανιστεί σε δύο τύπους:προς τα πάνω (κυρτό) και προς τα κάτω (κοίλο). Ο τύπος που σχηματίζεται εξαρτάται από τις ιδιότητες του εν λόγω υγρού.

Πηγή εικόνας:http://catalog.flatworldknowledge.com

Το νερό, το πιο κοινό υγρό στην καθημερινή μας ζωή, σχηματίζει έναν κοίλο (ή προς τα κάτω) μηνίσκο, ενώ ο υδράργυρος σχηματίζει έναν κυρτό μηνίσκο.

Πώς σχετίζεται αυτό με τα δημητριακά στο μπολ μου;

Υπομονή, παρακαλώ… Έρχομαι σε αυτό το μέρος.

Πίστωση:MNStudio/Shutterstock

Όλα τα φαινόμενα που συζητήσαμε παραπάνω, όταν συνδυάζονται μεταξύ τους, κάνουν τα δημητριακά να κολλήσουν μεταξύ τους στο μπολ σας. Το αντικείμενο που επιπλέει στην επιφάνεια του υγρού (ας πούμε το νερό) μπορεί να είναι είτε υδρόφιλο (συγγένεια προς το νερό) είτε υδρόφοβο (απώθηση στο νερό).

Εάν το αντικείμενο είναι υδρόφιλο, τότε μόρια νερού συγκεντρώνονται γύρω από τις πλευρές του επιπλέοντος αντικειμένου, δημιουργώντας ένα μικρό βαθούλωμα ή βαθούλωμα στην επιφάνεια του νερού. Σε ένα τέτοιο σενάριο, μικρά κομμάτια του αντικειμένου θα συσσωρευτούν μεταξύ τους ή θα φαίνονται να «πέφτουν το ένα μέσα στο άλλο», λόγω της μεγάλης κατάθλιψης που καταλήγουν να δημιουργούν κάτω από αυτά.

Τώρα, σκεφτείτε μερικά Cheerios σε ένα μπολ με γάλα. Όπως θα το είχε η μοίρα, οι Cheerios είναι «γαλακτοφιλικοί», καθώς οι μικροί Ο, αρκετά κομψά, κάνουν μικρές κοιλότητες στην επιφάνεια του γάλακτος από κάτω. Γι' αυτό φαίνεται να κολλάνε ο ένας στον άλλο σαν αχώριστοι εραστές. Το ίδιο φαινόμενο κάνει αυτά τα Cheerio να κολλάνε στα πλαϊνά του μπολ, καθώς αυτή η δύναμη μπορεί να κάνει τα δημητριακά να λυγίσουν ελαφρά προς τα πάνω στα πλαϊνά του μπολ!

Την επόμενη φορά που θα καθίσετε με ένα μπολ με γάλα και θα δείτε αυτούς τους Cheerios να σχηματίζουν μια μάζα μόνοι τους, μην το αφήσετε να σας φρικάρει. Είναι απλώς ένα κόλπο που αρέσει στη φύση και μην περιμένετε να αλλάξει σύντομα!