pixabay
Ученые из Чешской академии наук использовали в эксперименте антипригарные сковороды с керамическим и тефлоновым покрытиями. Видеокамера, расположенная непосредственно над поверхностью нагрева, фиксировала динамику движения жидкого масла и скорости образования и роста сухого пятна в центре сковороды.
Для обычных жидкостей, к которым относится и подсолнечное масло, использованное в эксперименте, поверхностное натяжение уменьшается при повышении температуры. При нагреве снизу в масляной пленке устанавливается температурный градиент поверхностного натяжения, направленный от центра, где температура выше, к периферии сковороды."Мы экспериментально объяснили, почему еда прилипает к центру сковороды, — приводятся в пресс-релизе Американского института физики слова первого автора статьи Александра Федорченко.
— Это вызвано образованием сухого пятна в тонкой пленке подсолнечного масла в результате термокапиллярной конвекции".
Этот градиент создает термокапиллярную конвекцию, которая перемещает масло от центра к краям. Когда масляная пленка в середине становится тоньше критического значения, пленка разрывается.
Авторы определили условия образования сухих пятен как для неподвижных, так и для текучих пленок. Главные из них — уменьшение локальной толщины пленки ниже критической и сокращение размера деформированной области меньше значения, известного как капиллярная длина.
Явление термокапиллярной конвекции может возникать и в других ситуациях, считают исследователи, например, в тонких пленках жидкости в колоннах для перегонки нефти, или в электронных устройствах с жидкими носителями."Чтобы избежать появления нежелательных сухих пятен, следует принять следующий комплекс мер: увеличить толщину масляной пленки, снизить нагрев, обеспечить полное смачивание поверхности сковороды маслом, использовать сковороды с толстым дном и регулярно перемешивать пищу во время приготовления", — говорит Федорченко.
"Образование сухих пятен или разрыв пленки играют негативную роль, приводя к резкому перегреву электронных компонентов. Таким образом, результаты нашего исследования имеют более широкое применение", — отмечает ученый.
