Студент випадково створив рідину, яка відновлює форму й перечить законам термодинаміки

Студент Ентоні Рейх з Університету Массачусетса випадково відкрив рідину, яка відновлює форму й, здається, перечить законам термодинаміки. Рідина, яка складається з олії, води та намагнічених частинок нікелю, постійно повертається у форму, що нагадує піщаний годинник.

Деталі

Рейх вивчав суміш олії, води та частинок нікелю у флаконі. Він струснув флакон, щоб створити емульсію — або суміш рідин, які не змішуються. Але замість того, щоб розділитися на шари, суміш утворила форму. Навіть після постійного струшування флакона рідина поверталася до цієї форми.

Професор полімерної науки та інженерії в Університеті Массачусетса Томас Рассел пояснює, що це дивно, адже зазвичай, коли суміш рідин, які не змішуються, повертається до рівноваги перед емульсією, вони хочуть мінімізувати площу поверхні або межу між двома рідинами. Ця тенденція до мінімізації міжфазної площі регулюється законами термодинаміки, які описують, як температура, тепло, робота та енергія пов’язані між собою у фізичних системах.

У типових емульсіях олії та води рідини утворюють сферичні краплі, які мають мінімальну площу поверхні.

Для порівняння, форма піщаного годинника має більшу площу поверхні, що й спантеличило дослідників

Дослідивши цю дивну поведінку, вони виявили, що взаємодія між частинками нікелю начебто взяла верх, створюючи те, що здавалося порушенням законів термодинаміки. Частинки створили магнітні диполі, явище, коли їх магнітні полюси притягуються один до одного, створюючи поле «ланцюгів» на поверхні рідини. Ця взаємодія заважає розділенню емульсії.

Хоча на перший погляд здається, що ця суміш суперечить законам термодинаміки, Рассел уточнив, що це просто дивний випадок. Вчені зрозуміли, що магнітна інтерференція частинок зіграла певну роль, оскільки її вплив створив вищу міжфазну енергію, що призвело до більшої площі поверхні. Але важливо, що закони термодинаміки застосовуються до систем загалом, а не до взаємодії між окремими частинками.