Paradoks lista čaja

Paradoks lista čaja je paradoks vezan za dinamiku fluida. To je fenomen gde listovi čaja u šolji čaja migriraju u centar i dno šoljice nakon mešanja, a ne da bivaju prisiljeni da dođu na ivicu šolje, kao što bi se očekivalo u na osnovu delovanja centrifugne sile.

Paradoks lista čaja

Tačno fizičko objašnjenje paradoksa je po prvi put dao Džejms Tomson 1857. On je ispravno povezao pojavu sekundarnog toka (i Zemljine atmosfere i šoljice čaja) sa ″trenjem na dnu″[1]. Formiranje sekundarnih tokova u prstenastom kanalu teorijski je obradio Jozef Valentin Bouzineš još 1868. godine[2]. Migraciju pridonskih čestica u tokovima rečnih krivina eksperimentalno je istraživao A. Ia. Milović 1913. godine. Rešenje je prvi put došao od Alberta Ajnštajna u radu iz 1926. godine u kome je objasnio eroziju rečnih obala i odbacio Baerov zakon[3].

Objašnjenje

uredi

Mešanje čini da se voda okreće u šolji, izazivajući centrifugalnu silu ka spolja. Međutim, blizu dna, voda se usporava trenjem. Tako je centrifugalna sila slabija blizu dna nego gore, što dovodi do sekundarnog kružnog (spiralnog) toka koji ide napolje na vrhu, dole duž spoljne ivice, unutra duž dna, dovodeći listove do centra, a zatim nagore[4].

Aplikacije

uredi

Fenomen je korišćen za razvoj nove tehnike za odvajanje crvenih krvnih zrnaca od krvne plazme[5], da bi se razumeli sistemi atmosferskog pritiska[6], i u procesu kuvanja piva da se odvoji koagulirani trunk u vrtlogu[7].

Izvori

uredi
  1. ^ „Collected Papers in Physics and Engineering. By James Thomson. Selected by Sir J. Larmer and James Thomson Pp. civ+ 484. Price 15s. net. 1912. (Cambridge University Press.)”. The Mathematical Gazette. 7 (105): 122—122. 1913. ISSN 0025-5572. doi:10.2307/3603326. 
  2. ^ Paicu, Marius (2004). „Étude asymptotique pour les fluides anisotropes en rotation rapide dans le cas périodique”. Journal de Mathématiques Pures et Appliquées. 83 (2): 163—242. ISSN 0021-7824. doi:10.1016/j.matpur.2003.10.001. 
  3. ^ Paicu, Marius (2004). „Étude asymptotique pour les fluides anisotropes en rotation rapide dans le cas périodique”. Journal de Mathématiques Pures et Appliquées. 83 (2): 163—242. ISSN 0021-7824. doi:10.1016/j.matpur.2003.10.001. 
  4. ^ Einstein, A. (1926). „Die Ursache der Maanderbildung der Fluaufe und des sogenannten Baerschen Gesetzes”. Die Naturwissenschaften (na jeziku: nemački). 14 (11): 223—224. ISSN 0028-1042. doi:10.1007/BF01510300. 
  5. ^ Arifin, Dian R.; Yeo, Leslie Y.; Friend, James R. (2007). „Microfluidic blood plasma separation via bulk electrohydrodynamic flows”. Biomicrofluidics (na jeziku: engleski). 1 (1): 014103. ISSN 1932-1058. doi:10.1063/1.2409629. 
  6. ^ Tandon, Amit; Marshall, John (2010-05-01). „Einstein's Tea Leaves and Pressure Systems in the Atmosphere”. The Physics Teacher (na jeziku: engleski). 48 (5): 292—295. ISSN 0031-921X. doi:10.1119/1.3393055. 
  7. ^ Bunch, Bryan H. (1982). Mathematical fallacies and paradoxes. New York: Van Nostrand Reinhold Co. ISBN 978-0-442-24905-2.