سائل استلام الشكل الذي تم إنشاؤه عن طريق الخطأ من قبل الطالب ، يتحدى قانون الديناميكا الحرارية

تشكل شكل غير متوقع عندما قام طالب دراسات عليا بخلط النفط والماء والنيكل بطريق الخطأ. اكتشف العلماء أن السائل الذي يستقر الشكل تحدى قوانين الديناميكا الحرارية. بدلاً من التقليل من المنطقة البينية والتحول إلى كرة ، أخذ مزيج السائل شكل جرة غارسية. وقد أجري هذا البحث من قبل فريق بقيادة طالب دراسات عليا ، أنتوني رايخ ، في جامعة ماساتشوستس أمهيرست ؛ تم نشر النتائج في 4 أبريل في مجلة Nature Physics.

الاكتشاف العرضي

حسب يذاكر، كان Raykh ، طالب في علوم وهندسة البوليمر ، يجرب مزيجًا من الماء والزيت والنيكل في حاوية. لإنشاء مستحلب ، هز القارورة. لم يتم فصل الخليط لأنه كان ينبغي ، بدلاً من ذلك ، أن يشكل شكل جرة غارسية. حتى بعد هز الخليط عدة مرات ، ظل السائل يعود إلى هذا الشكل. توماس راسل ، أستاذ علوم وهندسة البوليمر ، قال عيش العلم أن هذا هو سلوك غريب للجزيئات. إنه أمر غريب للغاية لأن مثل هذا الخليط لا يمزج ، ويعود إلى حالة التوازن.

تحد للديناميكا الحرارية

يميل هذا المزيج إلى تقليل خط الفصل أو المنطقة البينية بين السوائل قبل المستحلب. يحكم قانون الديناميكا الحرارية هذا الاتجاه ، ويوضح كيف ترتبط درجة الحرارة والعمل والحرارة والطاقة ببعضها البعض. يشكل السائل عمومًا قطرات كروية ، مع وجود حد أدنى مساحة للسطح. على عكس ذلك ، فإن جرة اليونانية لها مساحة سطح أعلى ، مما يتناقض مع قانون الطبيعة ، ويحير العلماء.

تتولى التفاعلات المغناطيسية

بعد التحقيق في هذا السلوك الغريب للجزيئات ، وجدوا أن التفاعلات بين جزيئات النيكل “نوع من تولى” وتحدى قانون الديناميكا الحرارية ، كما يقول راسل. اجتذبت الأعمدة المغناطيسية للجزيئات بعضها البعض ، مما يجعل سلسلة على سطح السائل. يتقاطع هذا التفاعل مع ظاهرة مستحلب السائل. وقال راسل للباحثين لقد فحصوا فصل الجزيئات في مزيج من المياه الزيتية. ولكن على عكس ذلك ، أضاف ريم النيكل إلى الخليط ، وهو ما فعله أحد. وهكذا ، لم يلاحظ أي منها شكل جرة الإغريسية مع طاقة أعلى مستوى.

قضية غريبة ، وليس انتهاكًا

في البداية ، بدا أن هذا يتحدى قانون الديناميكا الحرارية ، لكن راسل أوضح أن هذا سلوك غريب للجسيمات بسبب المجال المغناطيسي. أثر هذا المجال المغناطيسي على طاقة عالية الوجه ، مما أدى إلى تكوين شكل مساحة سطح أعلى.
يقول راسل إن قانون الديناميكا الحرارية ينطبق على النظام ككل ولا يعتمد فقط على التفاعلات بين الجسيمات الفردية.