Ученые Чешской академии наук начали исследование жидких свойств масла на плоской поверхности, например на сковороде. Их работа, опубликованная AIP Publishing в Physics of Fluids, показывает, что причиной застрявшей пищи может быть конвекция.
В экспериментальных исследованиях использовалась антипригарная сковорода с поверхностью, состоящей из керамических частиц. Видеокамера была размещена над поддоном во время его нагрева и использовалась для измерения скорости образования и роста сухого пятна.
Дальнейшие эксперименты с посудой с тефлоновым покрытием показали то же самое.
«Мы экспериментально объяснили, почему еда прилипает к центру сковороды», – сказал автор Александр Федорченко. "Это вызвано образованием сухого пятна в тонкой пленке подсолнечного масла в результате термокапиллярной конвекции."
При нагревании поддона снизу в масляной пленке устанавливается градиент температуры. Для обычных жидкостей, таких как подсолнечное масло, используемое в эксперименте, поверхностное натяжение уменьшается при повышении температуры.
Устанавливается градиент поверхностного натяжения, направленный от центра, где температура выше, к периферии сковороды.
Этот градиент устанавливает тип конвекции, известный как термокапиллярная конвекция, которая перемещает масло наружу. Когда масляная пленка в середине становится тоньше критического значения, пленка разрывается.
Исследователи определили условия, при которых образуются сухие пятна как для неподвижных, так и для текучих пленок. Эти условия включают уменьшение локальной толщины пленки ниже критического размера, а также уменьшение размера деформированной области ниже числа, известного как длина капилляра.
«Чтобы избежать появления нежелательных сухих пятен, следует принять следующий комплекс мер: увеличение толщины масляной пленки, умеренный нагрев, полное смачивание поверхности сковороды маслом, использование сковороды с толстым дном или регулярное перемешивание пищи во время приготовления, "Сказал Федорченко.
Это явление также встречается в других ситуациях, таких как тонкие жидкие пленки, используемые в колоннах для перегонки жидкости или других устройствах, которые могут иметь электронные компоненты.
«Образование сухого пятна или разрыв пленки играют негативную роль, приводя к резкому перегреву электронных компонентов», – сказал Федорченко. "Таким образом, результаты этого исследования могут иметь более широкое применение."