牛津大学的科学家解释了为什么番茄酱会从一个几乎空了的瓶子里溅出来

获取那几个瓶中最后几勺番茄酱可能会导致意想不到的飞溅。 盖蒂图片社 </figure><p>番茄酱和蛋黄酱是美国最受欢迎的调味品之一，但从瓶子中取出最后几勺通常会导致突然飞溅。 “这很烦人，可能会让人尴尬，而且会毁坏衣服，但我们能做些什么吗？”牛津大学的 Callum Cuttle 本周早些时候在印第安纳州印第安纳波利斯举行的美国物理学会流体动力学会议的新闻发布会上说。 “更重要的是，了解这种现象能否帮助我们解决生活中的其他问题？”</p> <p>根据 Cuttle 的说法，这两个问题的答案都是肯定的。他与他在牛津大学的同事克里斯·麦克明 (Chris MacMinn) 一起进行了一系列实验，以确定起作用的力量并开发了番茄酱飞溅的理论模型。最有趣的发现包括：更慢地挤压瓶子和将喷嘴直径加倍有助于避免飞溅。还有一个临界阈值，番茄酱流量突然从不飞溅变为飞溅。一篇预印本文章已在 arXiv 上发表，目前正在接受同行评审。</p> <p>艾萨克·牛顿 (Isaac Newton) 确定了他认为的“理想液体”的特性。这些特性之一是粘度，宽泛地定义为给定物质中流动的摩擦力/阻力的大小。摩擦的发生是因为流动的液体本质上是一系列相互滑动的层。一层在另一层上滑动越快，阻力越大，一层在另一层上滑动越慢，阻力越小。</p> <p>但并非所有液体都像牛顿理想液体。在牛顿的理想流体中，粘度在很大程度上取决于温度和压力：水将继续流动——即，就像水一样——不管作用在它上面的其他力，例如搅拌或混合。在非牛顿流体中，粘度会随着施加的应力或剪切力而变化，从而跨越液体和固体行为之间的界限。物理学家喜欢称其为“剪切力”：搅拌一杯水会产生剪切力，水就会被剪切开。粘度保持不变。但是当施加剪切力时，非牛顿流体的粘度会发生变化。</p> <p>番茄酱是一种非牛顿流体。血液、酸奶、肉汁、泥浆、布丁和浓馅饼馅料以及盲鳗粘液都是其他例子。它们的行为并不完全相同，但都不符合牛顿对理想液体的定义。</p> <figure class=芥末酱、番茄酱和蛋黄酱都是非牛顿流体的例子 放大/芥末酱、番茄酱和蛋黄酱都是非牛顿流体的例子

例如，澳大利亚墨尔本大学的安东尼·斯特里克兰 (Anthony Strickland) 表示，番茄酱是由悬浮在液体中的粉碎番茄固体制成，使其成为“软固体”而不是液体。固体连接起来形成一个连续的网络，必须克服这个网络的力量才能使番茄酱流动，通常是通过轻敲或轻敲……

  技术   Nov 26, 2022   0   30  Add to Reading List
牛津大学的科学家解释了为什么番茄酱会从一个几乎空了的瓶子里溅出来
获取那几个瓶中最后几勺番茄酱可能会导致意想不到的飞溅。 盖蒂图片社 </figure><p>番茄酱和蛋黄酱是美国最受欢迎的调味品之一，但从瓶子中取出最后几勺通常会导致突然飞溅。 “这很烦人，可能会让人尴尬，而且会毁坏衣服，但我们能做些什么吗？”牛津大学的 Callum Cuttle 本周早些时候在印第安纳州印第安纳波利斯举行的美国物理学会流体动力学会议的新闻发布会上说。 “更重要的是，了解这种现象能否帮助我们解决生活中的其他问题？”</p> <p>根据 Cuttle 的说法，这两个问题的答案都是肯定的。他与他在牛津大学的同事克里斯·麦克明 (Chris MacMinn) 一起进行了一系列实验，以确定起作用的力量并开发了番茄酱飞溅的理论模型。最有趣的发现包括：更慢地挤压瓶子和将喷嘴直径加倍有助于避免飞溅。还有一个临界阈值，番茄酱流量突然从不飞溅变为飞溅。一篇预印本文章已在 arXiv 上发表，目前正在接受同行评审。</p> <p>艾萨克·牛顿 (Isaac Newton) 确定了他认为的“理想液体”的特性。这些特性之一是粘度，宽泛地定义为给定物质中流动的摩擦力/阻力的大小。摩擦的发生是因为流动的液体本质上是一系列相互滑动的层。一层在另一层上滑动越快，阻力越大，一层在另一层上滑动越慢，阻力越小。</p> <p>但并非所有液体都像牛顿理想液体。在牛顿的理想流体中，粘度在很大程度上取决于温度和压力：水将继续流动——即，就像水一样——不管作用在它上面的其他力，例如搅拌或混合。在非牛顿流体中，粘度会随着施加的应力或剪切力而变化，从而跨越液体和固体行为之间的界限。物理学家喜欢称其为“剪切力”：搅拌一杯水会产生剪切力，水就会被剪切开。粘度保持不变。但是当施加剪切力时，非牛顿流体的粘度会发生变化。</p> <p>番茄酱是一种非牛顿流体。血液、酸奶、肉汁、泥浆、布丁和浓馅饼馅料以及盲鳗粘液都是其他例子。它们的行为并不完全相同，但都不符合牛顿对理想液体的定义。</p> <figure class=芥末酱、番茄酱和蛋黄酱都是非牛顿流体的例子 放大/芥末酱、番茄酱和蛋黄酱都是非牛顿流体的例子

例如，澳大利亚墨尔本大学的安东尼·斯特里克兰 (Anthony Strickland) 表示，番茄酱是由悬浮在液体中的粉碎番茄固体制成，使其成为“软固体”而不是液体。固体连接起来形成一个连续的网络，必须克服这个网络的力量才能使番茄酱流动，通常是通过轻敲或轻敲……

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