Paradoxul frunzei de ceai

miniatura|Frunzele de ceai se adună în mijloc și pe fund, în loc să se așeze pe marginea ceștii. miniatura|Linia albastră reprezintă curgerea secundară care împinge frunzele de ceai spre centrul fundului ceștii. miniatura|Vizualizarea curgerii secundare în modelul unui cot de râu (A. Ya. Milovich, 1913,His results are cited in: Reprinted in: curgerea de la dreapta la stânga). Liniile de curent de lângă fund sunt marcate cu colorant injectat cu o pipetă. În domeniul dinamicii fluidelor, paradoxul frunzei de ceai este un fenomen în care frunzele de ceai dintr-o ceașcă migrează spre centrul și fundul ceștii după amestecare, în loc să fie împinse spre margini, așa cum ne-am aștepta într-o centrifugă.

Explicația fizică corectă a paradoxului a fost oferită pentru prima dată de în 1857. El a corelat apariția (atât în atmosfera Pământului, cât și în ceașca de ceai) cu „frecarea la baza ceștii”.James Thomson, On the grand currents of atmospheric circulation (1857). Collected Papers in Physics and Engineering, Cambridge Univ., 1912, 144-148 djvu file Formarea curgerilor secundare într-un canal inelar a fost tratată teoretic de Joseph Valentin Boussinesq încă din 1868. Migrația particulelor de lângă fund în curgerile din coturile râurilor a fost investigată experimental de A. Ya. Milovich în 1913. Soluția a fost formulată pentru prima dată de Albert Einstein într-un articol din 1926, în care a explicat eroziunea și a respins legea lui Baer. English translation: The Cause of the Formation of Meanders in the Courses of Rivers and of the So-Called Baer's Law, accessed 2017-12-12.

Explicație Amestecarea pune apa din ceașcă în mișcare de rotație, generând o forță centrifugă orientată spre exterior. Totuși, aproape de fund, frecarea încetinește mișcarea apei. Ca urmare, forța centrifugă este mai mică în apropierea fundului decât în partea superioară, ceea ce produce o curgere secundară circulară (elicoidală): fluidul se deplasează spre exterior la suprafață, coboară de-a lungul pereților și revine spre interior pe fund, antrenând frunzele către centru.

Aplicații Acest fenomen a fost utilizat pentru dezvoltarea unor tehnici de separare a globulelor roșii din plasma sanguină, pentru studiul sistemelor de presiune atmosferică și în procesul de a berii, pentru separarea coagulat în vârtej.

Note

Legături externe

Paradoxul frunzei de ceai

Źródło i licencja