211service.com
Waarom groeien ijsbomen op bevroren druppels?
Vandaag weer een beauty van dit jaar Galerij van Fluid Motion , die een interessante puzzel onderzoekt die verband houdt met bevroren waterdruppels op een plat oppervlak.
Oscar Enriquez en zijn vrienden van de Universiteit Twente in Nederland plaatsten een druppel vloeibaar water op een tot -20 graden Celsius afgekoeld bord en keken toe hoe de druppel bevroor.
In vloeibare vorm hebben de druppels een bolvorm. Maar de bevroren druppels zijn hoekig, met een punt aan de bovenkant, zoals de berg Fuji. Hoe kan dat?
De video laat duidelijk zien wat er aan de hand is. Het proces van stollen kan heel duidelijk worden waargenomen vanwege de verandering in breking wanneer water in ijs verandert, zeggen Enriquez en co.
Hieruit blijkt dat de druppel van onder naar boven bevriest, waar hij in contact is met de koude plaat. Als het bevriezen optreedt, blijft de druppel min of meer bolvormig terwijl het water aan de bovenkant nog steeds vloeibaar is.
Maar als het laatste deel van de vloeistof bevriest, wordt het oppervlak door het water omhooggeduwd terwijl het uitzet om ijs te vormen. Het is deze uitzetting die ervoor zorgt dat er een punt ontstaat op de top van de ‘berg’.
Maar dan gebeurt er iets onverwachts: er begint een piepklein ‘boompje’ van ijs te groeien vanaf het topje van de ijsberg.
Dat is wat moeilijker uit te leggen, maar Enriquez en co komen uiteindelijk tot een verklaring. Ik zal de pret niet bederven. Wil je weten waarom de boom groeit, bekijk dan de video (link hieronder). Het is een juweeltje.
Referentie: arxiv.org/abs/1110.3698 : Singulariteiten in waterdruppels bevriezen
Hi-res video
Lo-res video