A frissen letört nád tele van levegővel, vízszintesen fekve úszik a víz színén, kb a fele keresztmetszete kiemelkedik a vízből.
A szál két végén a törésnél roncsolódnak az edénynyalábok, elkezd befelé szivárogni a víz. Ennek útjában áll a bent maradt levegő. Ezért a beszivárgás hamarosan lelassul, és a maradék levegő csak keresztirányú diffúzióval, tíznél több napos időállandóval tud távozni. A teljesen átnedvesedett nádszál elsüllyed.
E két végfázis között történnek az érdekes események.
Mivel a nádszál két vége a legritkább esetben törik és roncsolódik szimmetrikusan, a víz behatolása az egyik végen gyorsabb lesz. Ez általában (de nem mindig) az alsó, kissé vastagabb vég. Amikor a beszivárgás különbsége elér egy kritikus értéket, a vízszintesen fekvő nádszál felbillen, és lesüllyed - az új egyensúlyi állapot a függőleges helyzetű úszás lesz. (A ferde úszás nem stabil helyzet.) Ez az átbillenés hasonlít a fázisátmenetekre - érdemes egy egyszerű modellen kiszámítani a kritikus helyzetet. Ez azért nehéz, mert a függőleges helyzet felvétele befolyásolja a már behatolt víz elhelyezkedését, a maradék levegő helyzetét és összenyomódását.
A felbillent nádszálból eleinte kb 20 százaléknyi kiáll a vízből. Az ilyen szálak könnyen összetéveszthetők a gyökeres, ám a vihar vagy a hullámzás által derékba tört nádszálakkal. Arról lehet megkülönböztetni őket, hogy az úszó nádszál lassan tovasodródik a vizen.
Ez a helyzet nem tart sokáig. A szál fokozatosan süllyed, és egy-két nap után eléri a feladatban leírt új egyensúlyi helyzetet, amikor a felső vége nagyjából a vízszint magasságában tartózkodik. Ekkor a külső víznyomás miatt lelassul a maradék levegő kidiffundálása, és a nádszál meglepően sokáig ebben az állapotban marad. Amikor sok ilyen szál úszik körülötted, egészen valószínűtlen a látvány - mintha egy frissen nyírt nedves sündisznó hátán próbálnál úszkálni.
Végül persze győz az entrópia, és a teljesen átnedvesedett nádszál megadja magát, elsüllyed. Ehhez hozzájárul a felületén gyorsan megtelepedő algaszőnyeg súlya is.
Tanulság: a fizika (még az olyan absztrakt mezőelméleti fogalom is, mint a spontán szimmetriasértés) minden, látszólag triviális természeti jelenség mögött ott rejtőzik. Csak kíváncsian kell rátekinteni, és elő kell bányászni.
dgyStatisztika: Elküldve Szerző: dgy — 2018.06.28. 16:15
]]>