커피 얼룩이 건조되면 중앙보다 가장자리에서 더 많은 증발이 발생합니다. 이로 인해 유체가 바깥쪽으로 돌진하여 가장자리를 따라 입자의 증착이 발생합니다.
당신은 커피 사람입니까? 당신이라면, 아마도 당신은 아마도 당신의“음료에 대한 사랑”의 기념품이 당신의 테이블, 바닥, 책 페이지 및 옷을 가로 질러 에칭 된 기념품을 가지고있을 것입니다. 예, 나는 모든 커피 애호가들이 두려워하는 한 가지에 대해 이야기하고 있습니다!
.이제 그들 중 하나를 자세히 살펴보십시오. 커피 얼룩이 실제로 어두운 갈색 얼룩으로 끝나지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 대신, 그들은 얇은 어두운 가장자리로 둘러싸인 부드러운 갈색 색조를 남기는 경향이 있습니다.
왜 얼룩이 그런 식으로 분포되어 있는지 궁금한 적이 있습니까?
커피 :솔루션 또는 서스펜션?
지상 커피 원두를 뜨거운 물과 섞어 기본 커피 한 잔을 준비합니다. 이 거친 혼합 컵은 스트레스가 많은 날을 다루는 완벽한 물약입니다. 말 그대로 커피는 모든 삶의 문제에 대한“해결책”이지만 화학 세계에서는 커피도 '솔루션'이기도합니까?
커피 (사진 크레디트 :Masa44/Shutterstock)
커피는 용해 된 오일과 용해되지 않은 오일과 넓게 크기가 넓은 입자로 구성되어 있습니다. 따라서 커피는 실제로 해결책이지만 서스펜션 또는 콜로이드라고 부르는 것도 공정합니다.
커피 링 효과
커피를 흘리면 처음에 모든 부유 입자가 튀어 나온 커피 방울 전체에 다소 균일하게 분포됩니다
그러나, 커피가 마른 마르면,이 작은 입자와 착색제는 가장자리를 따라 축적되기 시작하여 얼룩 주위에 고리를 형성합니다. 과학자들은이 현상 이라고 부릅니다 커피 반지 효과 .
커피 얼룩 (사진 크레딧 :Phichai/Shutterstock)
그러나이 입자들을 가장자리로 강요하는 것은 무엇입니까?
커피 얼룩의 과학 :응집력, 접착 및 표면 장력
커피와 같은 액체 분자는 매우 집착합니다. 그들은 항상 다른 커피 분자 주위에 밀접하게 모이려고 노력합니다. 유사한 분자가 함께 붙어있는 이러한 경향은 응집력 라고합니다. .
응집력으로 인해 액체 표면의 분자는 벌크의 분자에 의해 내부를 향해 강하게 당겨집니다.
표면 분자가 경험하는이 강한 긴장은 우리가 표면 장력 라고 부르는 것입니다. . 표면 장력은 액체 수축의 표면을 만들고 표면적이 가장 적은 상태로 정착합니다. 표면적이 가장 낮은 최상의 배열을 제공하는 모양은 구 입니다. .
표면 장력은 구형 방울로 이어집니다 (사진 크레디트 :SkyBlue16/Shutterstock)
따라서 응집력은 항상 낙하 구형을 유지하는 경향이 있습니다!
그러나 우리는 테이블 위에 우연히 쉬고있는 커피 한 방울을 본 적이 없습니다. 왜? 액체 분자는 서로 유인 할뿐만 아니라 표면의 분자에도 끌리기 때문입니다. 다른 종류의 분자들 사이의 이런 종류의 매력은 부착 라고합니다. .
커피 유출은 예상만큼 구형이 아닙니다! (사진 크레딧 :Pixel-Shot/Shutterstock)
응집력과는 달리, 접착력은 액체 강하를 평평하게하는 경향이 있습니다.
응집력과 접착제 력의 강도와 표면의 성질에 따라 얼룩은 구 또는 얇은 평평한 혼란에 더 가깝게 될 수 있습니다. 이상적으로, 낙하는…
방울의 다른 배열 (사진 크레디트 :Petrroudny43/Shutterstock)
안정적인 상태에 도달하면 드롭은 그것을 유지하기 위해 매우 열심히 노력합니다.
드롭이 건조 될 때 어떻게 되는가?
커피 방울이 표면에 떨어지면 흥미로운 일이 발생합니다. 드롭의 가장자리가 부착되거나 "고정 된" 표면의 그루브에. 이 '가장자리 고정'은 커피 반지 효과가 발생하는 데 필수적입니다.
일단 고정되면, 방울의 가장자리가 튀어 나오지 않으며, 증발과 약간의 흡수를 통해 액체가 건조되기 시작합니다. 그러나 증발 속도는 표면 전체에도 없습니다.
연구 연구는 증발 속도가 가장자리에서 더 큽니다 액체가 공기와 고체 평면과 접촉하는 곳.
드롭이 중앙에서 더 두껍고 가장자리에서 증발이 더 크기 때문에 건조가 진행됨에 따라 얼룩은 다음과 같이 보입니다.
안정되지 않은 모양
그러나 앞에서 언급했듯이 액체는 모양에 대해 까다 롭습니다. 평평한 돔 모양이 방해되는 순간, 그들은 안정적인 형성으로 돌아 가려고 노력합니다. 이를 달성하기 위해 중앙의 유체가 가장자리로 돌진하여 건조 영역을 보충합니다.
이 보충 과정은 건조 과정 전체에서 계속됩니다.
따라서 건조하는 동안, 방울의 바깥 쪽 경계는 고정되어 있지만 계속 평평하고 평평 해집니다.
연락처 라인 고정
그래서… 커피 입자는 어떻습니까?
유체가 계속 바깥쪽으로 흐르면 커피 입자도 고정 된 림을 따라 씻겨집니다. 구형 커피 입자는 가장자리를 따라 단단히 포장합니다.
따라서, 액체의 전량이 증발함에 따라, 남아있는 모든 것은 국경에 축적 된 어두운 갈색 커피 입자의 더미입니다. 이것이 커피 얼룩의 어두운 가장자리로 관찰하는 것입니다.
커피 반지 효과
일부 얼룩은 고르지 않습니다
모든 커피 얼룩이 완벽하게 어두운 고리가되는 것은 아닙니다. 일부 얼룩은 주위에 미묘한 경계를 가지고 있고, 다른 얼룩은 고르지 않은 혼란으로 끝납니다.
고르지 않은 얼룩 (사진 크레디트 :Mashe/Shutterstock)
앞에서 말했듯이 응집력과 접착력에 따라 액체 강하의 모양은 다양하며, 외부 흐름도 다릅니다. 이것은 입자의 증착에 영향을 미치므로 때로는 고리 대신 패치로 끝납니다.
결론
커피 반지 효과는 커피 외에 다른 많은 유체에서 우세합니다. 코팅, 페인트 제조 및 인쇄와 같은 필드에서는이 효과를 제거하거나 피하는 데 필요합니다.
연구에 따르면 비누 및 타원체 모양의 입자와 같은 계면 활성제의 존재는이 효과를 완화시킬 수 있습니다. 이 분야에서 여전히 연구가 진행 중입니다.
이제 당신은 커피 얼룩의 과학에 대한 모든 것을 알고 있으므로 다음에 실수로 과학 할당에 커피를 흘리면 커피 반지 효과에 대한 지식을 바꾸어 선생님의 분노를 전환하십시오!
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