Наука
Никита Логинов

Учёные с помощью 3D-печати опровергли гипотезу лорда Кельвина — она 150 лет входила в учебники по гидродинамике Статьи редакции

Вопреки предположению британского физика 19 века, изотропный геликоид не вращается в жидкости при движении.

Изотропный геликоид лорда Кельвина Фото Уэслианского университета

Специалисты Уэслианского университета опровергли гипотезу британского физика Уильяма Томсона, более известного под именем лорда Кельвина. Учёные напечатали на 3D-принтере описанные им изотропные геликоиды и убедились, что эти тела необычной формы движутся в жидкости так же, как любые симметричные тела — без вращения. Об этом учёные рассказали в журнале Physical Review Fluids.

Лорд Кельвин предложил изотропные геликоиды как пример тел с необычными гидродинамическими свойствами. Они имеют полностью симметричную форму и испытывают одинаковое давление жидкости со всех сторон, как обычные шары. Но при движении в жидкости — например, опускаясь на дно сосуда — изотропные геликоиды должны вращаться. Такую гипотезу, подкреплённую расчётами, Уильям Томсон выдвинул в статье 1871 года.

Проверить её на практике было крайне сложно — для этого нужно изготовить крайне симметричные тела с помощью высокоточных инструментов. Работу Томсона посчитали верной на теоретическом уровне, и этого оказалось достаточно, чтобы гипотеза закрепилась в гидродинамике на полтора века.

Сейчас 3D-принтеры позволяют добиться нужной точности, чем и воспользовались американские учёные. Они напечатали пять разных тел, которые полностью подходят под критерии лорда Кельвина, и бросили в ёмкость с силиконовым маслом. Вопреки ожиданиям, все пять изотропных геликоидов пошли ко дну без всякого вращения.

Дальнейшие расчёты показали, что жидкость действительно может оказывать неравномерное давление на изотропные геликоиды при движении, но этот эффект слишком мал, чтобы вращать их. Возможно, «правильный» кельвиновский геликоид и существует, но его форма должна быть намного сложнее. Сейчас учёные собираются найти такую форму.

Неудача с изотропными геликоидами — не единственный промах лорда Кельвина. Так, он упорно считал, что Земле не больше 40 миллионов лет (и на этом основании отрицал теорию Дарвина), а самолёты и воздушные шары называл практически бесполезными изобретениями.

{ "author_name": "Никита Логинов", "author_type": "editor", "tags": ["\u0444\u0438\u0437\u0438\u043a\u0430","\u043d\u043e\u0432\u043e\u0441\u0442\u0438"], "comments": 106, "likes": 99, "favorites": 46, "is_advertisement": false, "subsite_label": "science", "id": 412824, "is_wide": true, "is_ugc": false, "date": "Tue, 20 Jul 2021 16:18:49 +0300", "is_special": false }
0
106 комментариев
Популярные
По порядку
Написать комментарий...

Публичный клуб

85

Неудача с изотропными геликоидами — не единственный промах лорда Кельвина. Так, он упорно считал, что Земле не больше 40 миллионов лет (и на этом основании отрицал теорию Дарвина), а самолёты и воздушные шары называл практически бесполезными изобретениями.

Может тогда и температуру перестанем измерять по его шкале?
Оставим Цельсия и Фаренгейта — они норм парни.

Ответить
81

шкала Фаренгейта самая неудобная.

Ответить
24

Есть ещё шкала Реомюра, для настоящих гурманов.

Ответить
37

По ожиданиям Реомюра спирт расширяется приблизительно на 8 % (на 8,4 % по расчёту: коэффициент расширения спирта 0,00108 К−1) при нагреве от температуры таяния льда до температуры кипения (≈78 градусов Цельсия). Поэтому эту температуру Реомюр установил как 80 градусов на своей шкале, на которой одному градусу соответствовало расширение спирта на 1 тысячную, а ноль шкалы был выбран как температура замерзания воды.

Шизуха

Ответить

Иркутский огонь

плюшевый
11

Ну почему шизуха? Он сделал спиртовой градусник. Достаточно уверенным в точности температуры можно в момент таяния льда. Потом он стал нагревать градусник, в какой-то момент спирт начал кипеть. Вот и верхняя граница измерений спиртовым градусником.

Как раз у Фаренгейта сюр и фантазия: в его шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела.

Ответить
1

фазовый переход для кристаллизации воды начинается при 4 градусах цельсия

Ответить
3

От давления зависит.

Ответить
2

при нормальном давлении в среде

Ответить
0

Всё это показуха! мы на запах и вкус способны понять где спирт, тормозуха, очиститель или вода! Шутки шутками,
Но если честно я указал на то что не смешно уже давно, но по определению продолжает быть ЯВЬЮ!
Вот когда у нас в стране сменится поколение быдла, на поколение более менее умных людей, вот тогда заживут наверное наши пра-пра-правнуки!

Ответить

Медленный Филипп

Виталий
12

Вообще не понимаю зачем придумали эмпирическую систему измерения. В метрической все до боли логично. Вода замерзает при 0, кипит при 100. 1 кубометр воды = 1 тонна. Зачем усложнять?

Ответить
25

Зачем придумали предельно понятно. Начали мерять мир подручными средствами - пальцы, локти, ступни. Но вот зачем придерживаться ее сейчас, когда есть прекрасная метрическая система - это вопрос

Ответить
5

Потому что локоть всегда под рукой.

Ответить
1

Проблема в том, что локти-то у всех разные. И пальцы и все остальное, чем меряли длину

Ответить
0

У кого проблема?

Ответить
4

у тех, кто танцует локтями

Ответить

Нравственный

Vasily
1

Единицы из имперской системы существовали задолго до изобретения метрической системы. Британия лишь выбрала их как основные для имперской системы. А метрическая система берет свое начало лишь в самом конце 18 века (для примера, Фаренгейт придумал свои градусы в 1724 году, в то время как Цельсий предложил свою шкалу лишь спустя 18 лет).

Ответить
0

Истинно так!

Ответить
–6

Вода замерзает при 0

Я ставил в морозилку бутылку газировки, она охладилась ниже нуля, но не замёрзла (гуглите "переохлаждённая вода")
кипит при 100

На какой высоте над уровнем моря?

Ответить
8

Вода замерзает при 0. А то, что ты сунул в морозилку это вода с примесями минералов и солей, насыщенная углекислым газом.
Кипит при 100. На уровне моря, само собой. Это общая точка во всем мире. А дальше поправочные коэффициэнты на высоту/давление и все те же примеси.

Ответить
–6

Вода замерзает при 0. А то, что ты сунул в морозилку это вода с примесями минералов и солей, насыщенная углекислым газом.

Переохладиться может и дистиллированная вода - ей даже проще, т.к. меньше центров кристаллизации
Кипит при 100. На уровне моря, само собой.

Угу, а теперь попробуйте откалибровать термометр где-нибудь в горах.
В общем если смотреть беспристрастно, то шкала Цельсия ничем не лучше Фарингейта, а для бытового применения даже хуже.

Ответить
4

а для бытового применения даже хуже

И чем же хуже?😑

Ответить
0

Электронному термометру пофиг на давление.

Ответить
0

Наоборот дистиллят хуже замерзает. Известный факт.

Ответить
0

Блять, дистиллят замерзает как надо, если есть откуда начать процесс, а вода с примесями может начать замерзать в абсолютно рандомные моменты.

Ответить
0

блять, ты прав, ска

Ответить
3

Она имперская

Ответить
2

В метрической уже не так, потому что это невероятно отвратительное определение с точки зрения физики, привязанное к плохо измеримым параметрам конкретного вещества при каких-то определенных выделенных внешних условиях, ничего логичного тут вообще нет. Градус Цельсия сейчас определен через Джоуль и постоянную Больцмана (значение которой постулируется), а не через связь с водой, это намного более логично. Удобство бытового использования и логика — это сильно разные вещи.

Ответить
0

Сейчас все основные величины в метрической системе определены через фундаментальные физические постоянные, чтобы не привязываться, как раньше, к метровым палкам и литровым емкостям. Это вчерашний день и эти эталоны подвергаются воздействиям. Физические постоянные же неизменны и будут таковыми и через сто лет, и после вымирания человечества, и на Марсе и их можно будет конвертировать в ту сиситему, которую используют какие-нибудь инопланетяне. 

Ответить
1

В системе Си вода замерзает при температуре +273,15, а кипит соответственно при +373,15 Кельвинов.

Мир, наука, как способ его познания, нелинейны. По той же причине у вас есть пятая плюсневая кость в стопе, при том что мизинец уже вроде как не нужен.

Ответить
1

Вы ошибаетесь. 0 градусов - это температура таянья льда, а не замерзания воды.

Ответить
0

Попробуй угадать, какая появилась раньше и сама по себе, а какую долго придумывали учёные

Ответить
0

Эмпирическую?

Ответить

Медленный Филипп

Иван
0

Имперскую, прошу прощения за невежество

Ответить
0

Всистеме СИ вода замерзает не при ноле, а при +273,15 градусах Кельвина.
Масса 1 кубометра воды совсем не один, а 998,2 кг.
А вот вес 1 кубометра воды вообще 9789 ньютонов.

Ответить
0

потому что метрическую придумали позже

Ответить
2

Подтверждаю. Особенно, когда приходится ей реально каждый день пользоваться. Бесит, что пересчет в градусы Цельсия упоротый и приходится просто запоминать какая температура для тебя ок безотносительно Цельсию

Ответить

Нравственный

Vasily
4

Как будто по Цельсию не надо запоминать какая температура для тебя ок. Какой шкалой удобнее пользоваться в повседневной жизни - это вопрос привычки и не более того. 

Ответить
9

Не совсем. Если шкала Цельсия логична для повседневной жизни (0 - замерзание воды, 100 - кипение), то шкала Фаренгейта в этом плане оторвана от реальности (32 - замерзание, 212 - кипение)

Ответить

Нравственный

Vasily
–5

Потому что она от других явлений отталкивается. Точно так же американцы могут удивляться, почему у вас смесь воды, льда и хлорида аммония замерзает при -17,8 градусов, а не при нуле?

Ответить
42

Каждый день ведь такой компот бадяжим.

Ответить
1

и чушь

Ответить
0

зато температуру человеческого тела запомнить просто. Единственный плюс..

Ответить

Нравственный

T:ema
9

Это 97,9 градусов по Фаренгейту которая?

Ответить
0

97-98 норм. А если 100, то болеешь

Ответить
0

удобство цельсия в лёгком запоминании ,
Покажи человеку оби шкалы , который не знал , не одну  ,  значения цельсия он запомнит быстрее чем фаренгейта .
Но вам этого не понять , вы же поедете на встречу встречному движению или поперёк , это же не так как все   . 
Всё упрощают для удобства и большинство выбирают то-что проще . А вы просто поперечный .

Ответить
1

Т.е 50 F - это комфорт? Не хрена, это 10 С.

Ответить
1

А Цельсия прям огонь, учитывая, что замерзание и таяние воды имеют разные температуры. Учитывая, что это сильно зависит от давления. А судя по градуснику практически все взрослые люди больные, потому что температура взрослого человека к вечеру легко может зайти за 37 и это нормально.
Нет ни одной идеальной шкалы. Мы как в каменном веке меряем всё отталкиваясь от окружающих нас природных явлений, даже когда доказано, что эти явления меняются в зависимости от условий. Но ничего лучше пока не придумано... к сожалению.

Ответить
0

купите себе электронный термометр (градусник по вашему) - он от давления не зависит и его давно уже придумали, если вы не в курсе... И кстати, пора уже и вам выбираться из каменного века, почитайте учебник физики что-ле....

Ответить
0

Все же мне определение цвета по температуре в кельвинах меньше нравится

Ответить

Необходимый франт

Публичный
28

И одежду его перестанем носить

Ответить
3

А одежду мистера Кляйна не перестанем. Они хоть и жили вдвоём как гей пара, но придерживались разных идеологий

Ответить
3

как гей

Люссак?

Ответить
15

Ну нет, со шкалой он классно придумал.

Ответить
0

Ток шкалу не он придумал.

Ответить

Удивленный звук

Публичный
8

Многие великие открыватели часто говорили всякую чепуху. Например, Галилей считал, что нормальное стояние любого твёрдого тела - это вращение вокруг своей оси. Да что там говорить, сегодня многие учёные считают, что Земля круглая.

Ответить
2

Второй вроде расистом был

Ответить
5

Ну всё, кенселим его...

Ответить
13

Нельзя, он ещё был геем. 

Ответить

Публичный клуб

Andrew
15

тогда не кенселим

Ответить
1

А что делать тогда?

Ответить
17

Кэнселим, но чуть-чуть

Ответить
3

охуеть, прям из рук коммент спиздил
Нет, блядь, не так. Ты подошел к куче с подарками, один из которых оставил я, подписал своим именем и положил обратно

Ответить
1

На пол-шишечки.

Ответить
2

Кенселим наполовину

Ответить
–1

Давайте кенсельнем Кельвина.

Ответить
0

бля

Ответить
0

Надо дома оставля

Ответить
0

Так с температурной шкалой то что не так?
С ней то все нормально.
Кажется, нормальный процесс - что то открыл и был прав, в чем то ошибался, но, главное - хорошо продвинул прогресс в целом.
Может если бы увидел дальнейшие доказательства - согласился бы, что звучит разумно.

Ответить
0

Фаренгейт - быдло

Ответить
0

Зачем эти полумеры, когда есть Джоуль? Нет причин держать постоянную Больцмана, нужно заменять на единицу.

Ответить
39

Штука на фото выглядит очень всратой для чего-то что должно быть максимально симметрично

Ответить
36

да и честно говоря не выглядит она так, что до изобретения 3д принтеров невозможно было сделать подобное. на фото максимум деталька китайского конструктора

Ответить
1

Там силы вращения настолько малы, что отклонение лопасти на долю градуса уже ломает всю идею.

Ответить
4

На самом деле нет никакой гипотизы Кельвина, а это тест на перфекциониста. 

Ответить
1

Удали, не срывай психологический эксперимент.

Ответить

Счастливый меч

Павел
2

Как идеально симметричные лица, которые выглядят всрато, потому что слишком симметрично для человеческого глаза :)
Но в целом да, по ней не скажешь.

Ответить
2

Выглядят всрато потому что мы знаменитостей привыкли видеть с их не симметричным лицом. Но есть знаменитости с весьма симметричным лицом и если его зеркалить то все будет ок. Например Тейлор Свифт

Ответить
1

Кстати, восприятие асиметрии лиц настолько привычно для нас, что не сразу замечаешь, что у Райаня Гослинга правый глаз растет ниже. А у Поперечного левый ниже

Ответить
0

шакал

Ответить
1

А если бы ты прочитал статью и подумал, то не написал бы этого

Ответить
15

Опять учёный изнасиловал журналиста. «Ох, кто-то использовал сри-дэ-принтор, надо написать, как это навучно!» На ссылку нажмите и хоть на картинки посмотрите, всего минуту займёт. Сделали несколько образцов, провели эксперимент — ни фига не крутятся. Оставшаяся — содержательная — часть статьи посвящена объяснению, почему.

На принтере образцы печатали всего лишь из-за того, что так удобно было их получить, ни о какой особой точности речь не шла, иначе бы их пришлось дополнительно обрабатывать на старых добрых станках с ЧПУ, существующих не один десяток лет. В тонкой балансировке, как с лопастями турбин, тоже нужды не было, иначе, скорее всего, выбрали бы другой масштаб.

Ответить
9

См. 1-й закон Кларка: "Когда уважаемый, но пожилой учёный утверждает, что что-то возможно, то он почти наверняка прав. Когда он утверждает, что что-то невозможно, — он, весьма вероятно, ошибается."

Ответить
1

Похоже с развитием научно технического прогресса становится возможно почти наверняка всё. И разрушаются барьеры не возможного. 

По этому любое более менее разумное предсказание оказывается верным. 

Ответить
4

Что случилось с геликоидом? 

Ответить
3

Он стал путиноидом

Ответить
0

он обнулился

Ответить
4

Криво напечатали.  

Ответить
3

Слишком заумно для меня, но рад за учёных 

Ответить
3

 Вопреки предположению британского физика 19 века, изотропный геликоид не вращается в жидкости при движении.

нихуя не понятно, но очень интересно

Ответить
1

Так, а посчитать численными методами в каком-нибудь флюенте нельзя сначала? Ну и судя по тексту, если эффект слишком мал, то может дело все-таки в недостаточной точности производства это херни. Это как если шар сделать кубом, то он не будет катиться, но это не значит, что шары не катаются

Ответить
0

Ура. Это самый адекватный комментарий. Я ещё подумала, там критерии подобия прикинуть или ещё чего. 

Вообще я погуглила изотропный геликоид, и то, что автор прикрепил сюда, совсем не согласуется с инфой в инете. 

Ответить
0

Зачем мне об этом знать, где это применяется?

Ответить
0

Чтобы не тупел
 где это применяется?

Тупой вопрос

Ответить
0

Хаа, Кельвин лошара

Ответить

Комплексный дебаркадер

0

Но...что все это значит?
Серёжа! Никита опять буянит, всякую дичь постит на главной.

Ответить
0

Вот с кого топлес примеры в косяках берет.

Ответить
0

Ещё один пример того что расчёты не есть доказательство, и все "научные" формулы и теоретические доказательства всего лишь принятая условность, теории и разного рода предположения только предположения, и никакие доказательства формулами и расчётами не есть доказательства.

Ответить
0

А я хочу опровергнуть причастность силы Кориолиса к образованию вращающейся воронки при вытекании жидкости в отверстие в дне. 

Ответить
0

очень важная информация! как теперь с этим жить, не понимаю!

Ответить
0

Британский учёный! Этим всё сказано!

Ответить
0

Кто то может мне обьяснить почему под этой новостью в коментах так много интересной информации и хороших шуток? Я приятно удивлён.

Ответить
0

А про еффект джанибекова? так и продолжим молчать? или таки примем все погодные явления нет нет да и  зависят от него?!

Ответить
Читать все 106 комментариев
Обсуждаемое
Новости
Американец нарушил запрет на общение с бывшей женой — он признался ей в любви, удалённо переименовав плейлисты в Napster
За преследование через метатеги его приговорили к условному сроку.
Беларусь
Белорусская бегунья раскритиковала руководство сборной — и её попытались насильно вывезти из Токио. Главное
Спортсменка запросила убежище в Польше, а её муж уехал из Белоруссии в Киев.
Истории
Флешбэки Карлоса Хэскока: как война во Вьетнаме изменила работу американских снайперов и сделала одного легендой
Снайперские дуэли, вылазки в тыл врага и охота за генералом северовьетнамской армии — история смертоносного «любимца» Пентагона.
Популярное за три дня
Животные
Беларусь
Белорусская бегунья раскритиковала руководство сборной — и её попытались насильно вывезти из Токио. Главное
Спортсменка запросила убежище в Польше, а её муж уехал из Белоруссии в Киев.
Беларусь
Белорусская легкоатлетка Кристина Тимановская запросила политическое убежище в Польше
Замминистра иностранных дел страны уже заявил, что государство готово его предоставить.
null