Huragan w filiżance, czyli ruch trochoidalny i efekty niestabilności podczas dyfuzji kawy z mlekiem

• Autorzy: Cielica Nina , Szymańska-Markowska Barbara
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zjawisko dyfuzji kawy z mlekiem rozpatrzone z perspektywy dynamiki formujących się w trakcie procesu wirów. Zilustrowano je przy wykorzystaniu danych uzyskanych za pomocą kamery termowizyjnej. Pomiary pokazały zależność właściwości utworzonych wirów od czynników takich jak temperatura płynów, stosunek objętości płynów, kierunek i prędkość obrotu tarczy, na której umieszczona jest filiżanka. Na podstawie rozpoznanych efektów niestabilności stworzono symulację pokazującą w przybliżony sposób przebieg zjawiska. Analiza wskazała także podobieństwa do zjawisk w większej skali np. mechanizmu formowania huraganów.

EN

The article presents the phenomenon of milk diffusion in coffee, considered from the perspective of the dynamic of vortices forming during the process. hey are illustrated using data obtained with a thermal imaging camera. The measurements showed the dependence of vortices’ properties on the factors such as the temperature of the fluids, the volume ratio or the direction and speed of rotation of the disc on which the cup is placed. On the basis of the identified instability effects, simulation, that shows the approximate course of the phenomenon, was created. he analysis also showed similarities to larger-scale phenomena, such as the mechanism of hurricane formation.

Słowa kluczowe

PL

kawa; wiry; ruch trochoidalny; niestabilność Kelvina-Helmholtza; niestabilność Rayleigha-Taylora; przepływ turbulentny

EN

coffee; vortices; trochoidal motion; Kelvin–Helmholtz instability; Rayleigh–Taylor instability; turbulent flow

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Fizyczne
• Czasopismo: Postępy Fizyki
• Rocznik: 2022
• Tom: T. 73, z. 1
• Strony: 24--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Cielica Nina

• III Liceum Ogólnokształcące im. A. Mickiewicza w Katowicach, Pałac Młodzieży im. A. Kamińskiego w Katowicach

autor

Szymańska-Markowska Barbara

• Uniwersytet Śląski w Katowicach, Instytut Fizyki im. Augusta Chełkowskiego

Bibliografia

• [1] Meuel T., Xiong Y. L„ Fischer P., Bruneau C. H., Bessafi M., Kellay H. “Intensity of vortices: from soap bubbles to hurricanes” Nature/Scientific Reports December 2013, |3:3455|, DOI: 10.1038/srep03455.
• [2] Wettlaufer J. “The universe in a cup of coffee” Physics Today , May 2011, 66-67, DOI: 10.1063/ 1.3592018.
• [3] https://www.cosmic-core.org/free/article-55- number- the- pentad- part- 4- spirals-helices/
• [4] Shimokawa M. “Surface pattern determined by vertical convection on Rayleigh-Taylor instability” November 2011, arxiv.org/abs/1110.6018
• [5] Hoshoudy G. „Kelvin-Helmholtz and Rayleigh- Taylor instabilities” 2019 https://www.researchgate.net/publication/335383007...
• [6] https://www.sciencedirect.com/topics/ engineering/reynolds- number
• [7] http://ecoursesonline.iasri.res.in/mod/page/view. php?id=4164
• [8] Lide D. R. (ed.) CRC Handbook ofChemistry and Physics (86th ed.), Boca Raton (FL): CRC Press, 2005 ,ss. 8-71, 8-116.
• [9] Lawrence M. B., Mayfield B. M. “Satellite observations of trochoidal motion during hurricane Belle 1976” Monthly Weather Review 105,1458 (1977).
• [10] Nolan D., Montgomery M. T„ Grasso, T. The wavenumber-one instability and trochoidal motion of hurricane like vortices J. Atmos. Sci. 58, 3233 (2001).
• [11] https://entagma.com/quicktip-rayleigh-taylor- instability- season- 3- is- here/
• [12] Lu X., Yu H., Yang X., Li X. “Estimating Tropical Cyclone Size in the Northwestern Pacific from Geostationary Satellite Infrared Images” Remote Sens., 9, 728 (2017) https://doi.org/10.3390/rs9070728
• [13] Tory K. J., Dare R. A. ”Sea surface temperature thresholds for tropical cyclone formation” J. Clim. 28, 8171-8183 (2015).
• [14] Berger, T. E„ Slater G., Hurlburt N. Shine R. et al. "Quiescent Prominence Dynamics Observed with the Hinode Solar Optical Telescope. I. Turbulent Upflow Plumes The Astrophys. J. 716 (2), 1288-1307 (2010).
• [15] https://www.explory.pl/laureaci