库埃特的细胞

几年前,我走进办公室软物质化学家苏珊帕金文件柜,发现一个奇怪的装置。它由一个明确的有机玻璃筒。里面,有一个明确的鼓上处理;两者之间的空间充满了甘油。它是什么,我问。苏带着一个注射器食用色素和精心蓝色液体流注入甘油,仔细写一封信然后她顺时针转动门把手。当她这样做蓝色的液体开始蔓延,这封信模糊直到不可读。然后一声不吭,帕金停止,并转动门把手,和她一样的蓝色染料聚集,这封信是神奇地恢复。我的下巴掉在地板上;这是我见过的最接近一个时间机器。 But the device is no toy – it’s a crucial instrument invented by Maurice Couette, one of the fathers of modern rheology.

库埃特出生在旅游、法国、棉花商人家庭。他的教育开始在他的家乡的一个天主教学校,在他离开之前在参观学习数学和物理,普瓦捷和愤怒,他开始在新开放的大学讲课。经过一年的兵役,1880年在巴黎他进入巴黎大学,同时教学的天主教学校,开始学习物理教学文凭。他的研究使他接触到物理学家加布里埃尔·李普曼(必威体育 红利账户2015年9月,p38)和数学家约瑟夫·布西涅斯克。库埃特开始看的工作流体,在1820年代,已经发明了第一个数学的“内耗”(粘度)的液体。

纳维没有首先考虑这些问题。在他的原理牛顿曾经猜测,流体的运动局限在两个旋转圆柱管,他预测,流体的速度将取决于距离内胎。今天,我们会认为这是“牛顿”行为。一个半世纪后,然而,爱尔兰物理学家乔治·斯托克斯想象一个类似的条件下建立和推测——尤其是如果内圆筒旋转速度比外,涡流会开始开发,极大地影响了观察到的粘度。他还怀疑流体对侧墙是静止的。

纳维叶和斯托克斯思想理论。直到1881年,奥地利物理学家马克斯·Margules建议使用同心柱设置测量粘度的一种方式。内筒挂一个扭线而第二气缸将会围绕着它旋转。相关的粘度可以回线扭曲的程度。

在巴黎,库爱特开始测试纳维的和斯托克斯方程,使水流通过玻璃管和开发一个小心的数学处理正确的最终效果。他首次显示,纳维和斯托克斯曾预测,与墙壁接触的流体是静止的。

库爱特也发达Margoles的想法,设计并委托从仪器设备制造商尤金Ducretet。装备有精致的精度:内外圆柱体的半径分别为14.6395厘米和14.3942厘米。外缸使用轮旋转,而内圆筒上的转矩可以度量使用扭线或通过使用阿特伍德的机器,可以抵消力量重量经过一个滑轮。

不知道库爱特,一位年轻的英国物理学家Arnulph马洛克,瑞利勋爵的实验室助理,开发了一个设备类似,但可更换不同长度的圆柱体。仪器工作的漂亮和开尔文勋爵,他们看到了1895年,坚持用玻璃棒了两缸之间的差距。他被一个令人满意的回报增加内圆筒上的扭矩产生的湍流快速观察到的粘度增加。

但库爱特的设备可以操作在更广泛的旋转速度。以缓慢的速度测量粘度是常数,根据牛顿和纳维;但随着速度增加行为突然改变和粘度增加转速和导致湍流。做细致的缺陷修正装置,库爱特了测量各种液体的——他的值内空气的粘度值确定半个世纪后的1%。不幸的是,因为他的钢瓶是钢做的,他从未见过的动力学,出现在动荡的政权。呈现在玻璃工作30年后,杰弗里·泰勒(拍摄)波浪的错综复杂的模式,甚至螺旋涡流纺纱管之间的流体通过注入墨水。

值得一提的是,库爱特的发明仍用于粘度测定法,并可能已经找到另一个使用完全。最近的一篇论文《食品工程描述了一个方法,大豆蛋白不仅是变性之间的剪切力旋转鼓,但它也将分子成纤维。结果是一个实心板类似牛排。不那么令人兴奋的时间机器,但它可以扩大结构选择饥饿的素食者。