A félreértett folyadékok

Ebben a rövid kis írásban szeretnénk bemutatni két, rendkívül kiterjedt területet érintő félreértést, amely közkeletű, és a tudományos ismeretterjesztő filmek közkedvelt bemutató témája, mint a tudomány nagy sikere. Előrebocsátva: a félreértés érinti a nyomás mibenlétét a különböző közegállapotú anyagokban, a gyémánt keletkezésének elméletét, a folyadékok jellemzőit, szerkezetét, a szilárd testek mozgását folyadékokban, a kitérési tehetetlenséget, a gerjesztést (hőmérséklet), a közegállapotokat és még sok más területet is. Ezért úgy gondoljuk, hogy ezt a félreértést mindenképpen tisztázni kell ahhoz, hogy az összefüggések a helyükre kerüljenek. Ez a félreértés nem más, mint a newtoni és a nem newtoni folyadékok, valamint a nedvesítő és a nem nedvesítő folyadékok létezése, illetőleg a folyadékok felosztása erre a két kategóriára.A rendszerlogika hatalmas mennyiségű összefüggést képes kezelni egyszerre, és a jelenségek elemi összefüggésekre való felbontásával, valamint a létrejöttükhöz elengedhetetlenül szükséges feltételek felkutatásával és leltárba szedésével segít valós képet alkotni arról, hogy valójában mi is történik. Itt is ezt fogjuk tenni.

Mivel nem célunk nem rendszerlogikai elméletek ismertetése, ezért nem foglalkozunk azzal, hogy milyen elmélet alapján osztják fel a folyadékokat newtoni és nem newtoni folyadékokra, csak annyit bocsátunk előre, hogy a folyadékok ilyenféle felosztása félreértésen alapul. Ráadásul nem is egyetlen félreértésen.

Nézzünk meg inkább egy konkrét példát a folyadékok viselkedésére, amelyet gyakran mutatnak be a tudományos ismeretterjesztő csatornák, különböző tudományos elméletek alátámasztására.

A bemutató összeállítása egyszerű. Töltsünk egy nagy tartályba vizet, majd próbáljunk meg járni a felszínén. Ez még akkor sem sikerül, ha megnöveljük a talpunk felületét, hacsak nem használunk a vízen lebegni képes anyagokból annyit, amennyi a súlyunkat elbírja. A kísérlet másik fázisa az, amikor a vízben jelentős mennyiségű kukoricakeményítőt, vagy lisztet oldanak fel. Ekkor a felszínére ráhelyezett tekegolyó lassan elsüllyed benne, azonban ha magasról ráejtjük, akkor visszapattan róla, és addig pattog, míg nyugalomba kerülve el nem merül. Ennek a folyadéknak a felszínén azután a tudós maga, vagy egy asszisztense azt is bemutatja nekünk, hogy lehetséges a felszínén szaladni. És tényleg, valóban átmennek a folyadék felszínén a tartály túlsó oldalára, anélkül, hogy elsüllyednének. Majd még azt is megmutatják, hogy ha megállnak, vagy túl lassan mennek, akkor elsüllyednek.

Erre a jelenségre legtöbbször azt a magyarázatot kapjuk, hogy a víz newtoni, a kukoricaliszt oldat viszont nem newtoni folyadék. Amikor bővebben is magyarázzák, akkor tájékoztatnak minket, hogy a kukoricaliszt a nyomás alatt egy pillanatra szilárd halmazállapotúvá válik, ezért elbírja a testünk súlyát addig az egy pillanatig. Egy másik magyarázat szerint, a vízben oldott kukoricakeményítő molekuláinak a szerkezete változik meg egy pillanatra a nyomás hatására.

Az egyik ilyen bemutatót például annak igazolására használják, hogy a magmában uralkodó hatalmas nyomás az, amely a szénatomokat úgy rendezi el, hogy szilárd anyaggá, gyémánttá válnak, ami a világon ismert legkeményebb anyag. Egy másikban azt szemléltetik vele, hogy a felületi feszültség mennyivel nagyobb a sűrű, mint a híg folyadékokban.

Ugyanezek a csatornák vetítenek természetfilmeket is, amelyekben gyakran szerepel egy vízen futó gyík. Láthatjuk benne, ahogy a gyík a két hátsó lábát sebesen kapkodva szalad a víz felszínén. Ekkor viszont a megkérdezett tudóstól azt a magyarázatot kapjuk, hogy itt nem a felületi feszültség hat, ami a molnárkát a felszínen tartja, hanem a gyík talpa alatt egy légpárna keletkezik, amely egy pillanatig fenntartja, amíg a másik lábára nem érkezik, amely alatt szintén légpárna keletkezik, és így tovább. Ebben az esetben fel sem merül, hogy a víz, amely az előbbi kísérletben newtoni folyadék volt, ebben nem newtoni folyadékként viselkedik. Pedig éppen erről van szó! A saját szemünkkel látjuk. Csak éppen a magyarázat más. Most viszont bemutatjuk, hogy mindkét magyarázat félreértésen alapul.

Vizsgáljuk meg tehát a folyadékokat a rendszerlogika segítségével, hogy a valóságot lássuk, amikor folyadékokról beszélünk. Először is nézőpontot kell váltanunk. Ekkor rögtön ráébredhetünk, hogy folyadékok valójában önállóan nem léteznek. Minden esetben arról van szó, hogy minden anyag a gerjesztésének, valamint a sűrűségének és térfogatának függvényében képes ezt a közegállapotot felvenni. Magyarul, minden anyag folyadék, ha az olvadáspontja fölé hevítjük.

És ugyanígy, minden anyag gáz, ha a párolgási hőmérséklete fölé hevítjük. Az igazi különbséget az jelenti, hogy vajon mindegyik anyag ugyanúgy visszanyeri-e a folyadék vagy szilárd közegállapotát a hűlése során, ha az nem zárt térben történik, azaz gáz állapotban szabadon kitágulhat. A válasz az, hogy nem minden anyag megy át a sűrűbb közegállapotba még akkor sem, amikor az abszolút gerjesztetlenség állapotát eléri. Sok közülük gáz marad! Ezek az anyagok azok, amelyeket a rendszerlogikai világképben (a morfológiai modellezés által is igazoltan) valódi gázoknak nevezünk. Ezek jellemzően a kis atomsúlyú gázok, és a nemesgázok. A többi csak kényszergáz, azaz csak magas hőmérsékleten az, majd a hűlése során visszatér a szerkezettel rendelkező másik természetes közegállapotába.

Erre a kis kitérőre csak azért volt szükség, hogy bemutassuk a gázokon, hogy a folyadékok között is ez a természetes felosztás van érvényben: vannak valódi folyadékok és kényszerfolyadékok. A valódiak szerkezettel rendelkeznek, míg a kényszerfolyadékok nem rendelkeznek szerkezettel. Ezeket nevezzük a rendszerlogikai világképben olvadékoknak! A víz valódi folyadék, amelynek szerkezete van. (Erről részletesen a víz anomáliáival foglalkozó, „Félreértett víz” című írásunkban lesz majd szó.)

Most viszont térjünk vissza azokhoz a folyadékokhoz, amelyek a Föld igencsak szűk határok között mozgó felszíni hőmérsékletén folyadékok. A valódi és nem valódi folyadékok felosztáson túl ezek között a döntő különbséget a sűrűség adja. A sűrűség, mint jellemző sok más folyadéktulajdonságnak is az oka. Pl. a viszkozitásnak. A sűrűség és a viszkozitás az, amelyek mentén eljuthatunk oda, hogy megértsük a folyadékok mibenlétét és viselkedését.

Amikor arra gondolunk, hogy a folyadékok közegek, akkor természetesnek tartjuk, hogy bennük a hatások is eltérő sebességgel terjednek. Például a hang. A hang terjedése a folyadékokban is sűrűségfüggő, éppúgy, mint a levegőben. A hangsebesség a folyadékokban is egy határsebesség, amelyet ugyanúgy nehéz átlépni, mint a levegőben. Csak aránytalanul nagy munkabefektetéssel lehet megtenni. És itt van a titok megoldásának kulcsa: a határsebesség az.

Nem csak a zavarok terjedésének van ugyanis határsebessége a folyadékokban, hanem a szilárd testek bennük való mozgásának is. Még akkor is, ha azok alakja tökéletesen hidrodinamikus. Ez alatt a sebességhatár alatt a folyadékok részecskéi képesek kitérni a mozgó test útjából, és annak mozgását nem akadályozzák meg, csupán fékezik. (viszkozitás, súrlódás) Annál erősebben fékezik, minél nagyobb a sebesség, és minél jobban megközelíti az adott folyadékra érvényes határsebességet.

A határsebességet elérve azonban a folyadék részecskéi többé nem képesek kitérni a mozgó test elől, mert az nem hagy nekik időt erre. Ekkortól minden folyadék szilárd testként áll ellen a mozgásnak azért, mert a szilárd testekben való mozgás határsebessége NULLA. (Tehát a határsebesség feletti sebesség csak akkor lehetséges, ha a folyadék szerkezetét felbontjuk. Ez a folyadékok esetében nem azt jelenti, hogy a szerkezet kaotikus lesz, ahogyan azt mondani szokták, hanem azt, hogy a folyadék gázosodik! Gázként már ki tudnak térni a test elől, de addig nem. Úgy viselkedik a közeg, mintha szilárd test lenne.) A szilárd testek viszont a bennük legkisebb sebességgel mozgó másik test mozgását is tökéletesen megakadályozzák!

Ezt a jelenséget mindenki ismeri, akik ugrott már fejes helyett véletlenül hasast egy úszómedencébe elég magasról. A víz olyan erősen képes megütni a testünket, mintha betonra estünk volna. De azok is láthatták, akik motorcsónak versenyen láttak már balesetet. A víz felszínén, valójában a levegő és a víz határán, a levegőben mozgó, majd a vízbe csapódó csónakkal szemben a víz „hirtelen” szilárd testként kezd el viselkedni, és darabokra töri.

Ha most az előbb említett rendszerlogikai szemlélettel nézzük a folyadékokat és a bennük való mozgást, akkor rögtön szembetűnik, hogy itt a jelenséget három dolog viszonyában kell értékelni, nem pedig a folyadék inherens tulajdonságának tekinteni. A folyadék ugyanis semmit nem változott, de a sebesség és a folyadékban mozgó test felületének a nagysága megváltozott. Tehát a jelenség nem a folyadék jellemzője, ezért a folyadék nem sorolható ez alapján kategóriákba. A folyadék csak a jelenség egyik összetevője, amely akár ki is cserélhető egy gáz állapotú közegre. A sebesség és a felület növelésével a jelenség abban is létrejön. Hát ez az egyik nagy félreértése a folyadékoknak.

A helyes szemléletű következtetés tehát az: minden folyadékban létezik egy olyan sebességhatár, amely felett a benne mozgó testtel szemben a folyadék szilárd testként fog viselkedni. Sőt! Ez a következtetés igaz a gázokra és a szilárd testekre is, azaz az anyag MINDEN KÖZEGÁLLAPOTÁRA! Az ok minden esetben ugyanaz: a közegek részecskéinek kitérési tehetetlensége a bennük a rájuk jellemző határsebességgel, vagy annál gyorsabban mozgó testtel szemben.

A puding próbája az evés! Helyettesítsük be a következtetésünket a fentebbi példákba. Mi is történt? A vízben az ember nem volt képes olyan gyorsan szedni a lábát, hogy ne süllyedjen el. A jóval kisebb tömegű, és nagyobb talpú, valamint gyorsabb mozgású gyík viszont képes volt erre. Amikor a vizet, igen sok liszt hozzáadásával, sokkal sűrűbbé tettük, már az ember lassabb mozgása és kisebb talpa is elegendő volt (meghaladta a határsebességét ennek a sűrűbb folyadéknak), hogy a felszínén elsüllyedés nélkül lépkedjen. Nem a folyadék vált nem newtonivá, nem a nyomás hatott rá, nem is alakult át a szerkezete nyomás alatt, hanem a sebesség és a kitérési képességnek a hiánya hozta létre a csodát!

Helyreigazítás: Nemrégiben felhívták a figyelmemet arra – teljesen megalapozottan, kísérleti tapasztalatok és megfigyelések alapján – hogy a vízben elkevert nagy mennyiségű kukoricakeményítő esetében nem a határsebesség átlépése okozza a hatást, és hogy ez az anyag más különleges tulajdonságokkal is rendelkezik, amelyek nem magyarázhatók a mozgás sebességével. Valóban, itt hibát követtem el, a felhozott példa rossz volt. Nem vettem észre egy alapvető tényt. Nevezetesen azt, hogy a vízben oldott kukoricakeményítő nem oldat és még csak nem is folyadék, hanem a folyékony és a szilárd közegállapot határán levő anyag, tehát ezért nem viselkedik teljes egészében folyadék módjára.

Több ilyen anyag is létezik, pl. a lösz, az agyag, a liszt, a közönséges talaj, stb. Közös jellemzőjük, hogy a szemcséik felületén egyréteges vízfilmet kötnek meg, ami határfelületet alkot a víz és közöttük. Így további vizet már nem vesznek fel. A víz szerkezetében a megkötött felületi víz segítségével maradnak benne, de csak akkor, ha az oldószer mennyisége kevesebb, mint az “oldott” anyagé. Ekkor a folyadék és a szilárd halmazállapot határán vannak. A gravitáció ezt az anyagot is igyekszik sűrűség szerint berendezni, ezért az edény aljához közelebb a tulajdonságaik közelebb állnak a szilárdakéhoz, míg az edény tetején inkább a folyadékokéhoz. A kiülepedés ilyenkor lassú, de hosszú idő után kiválnak az oldószerből, amely vékony rétegben (hiszen nagyon kevés szabad oldószer van) a felszínre kerül, és teljes mértékben folyadékként viselkedik. (Itt nem beszélhetünk túltelített oldatról, mert valójában nem oldásról van szó.)

És most nézzük a gyémántot. Mivel ezt a jelenséget NEM a nyomás hozta létre, nem alkalmazható analógiaként a gyémánt keletkezésére!

De nézzük meg, most már a friss szemléletünkkel a folyadékok másik közismert felosztását. A nedvesítő és a nem nedvesítő folyadékokra gondolunk. A jelenséget egy üvegpohár vízben a folyadék felszínének a pohár szélén felfelé, és a higany felszínének a lefelé görbülésével szoktak demonstrálni. A magyarázat az, hogy a víz nedvesíti a pohár falát, a higany viszont nem.

Az előbbiekből viszont nyilvánvaló, hogy a két folyadék között a sűrűségen kívül semmilyen különbség nincs, tehát csak a víz és az üveg, valamint a higany és az üveg VISZONYÁBAN lehet valami különbség. Próbáljuk meg másik pohárba tenni őket. És lássunk csodát! A polipropilén pohárban a víz is nem nedvesítő folyadékká változik. Persze, mi tudjuk, hogy nem a víz változott át, hanem a pohár anyagához való viszonya lett más, mert az más tulajdonságú, mint az üveg. Megfelelő anyagú pohárban a higany is „nedvesítő” folyadék tulajdonságot fog mutatni.

Levonhatjuk a végső következtetést ebből a két példából: soha ne higgyünk a szemünknek, amíg nem ellenőriztük rendszerlogikai szemlélettel, hogy nincsen-e trükk a mutatványban! Vagy a magyarázatában! Akármilyen hiteles személy mondja vagy mutatja is! Ha trükk nincs is, de félreértés szinte mindig van, amint azt az eddigi írásokból is láthatták.

És most nézzünk meg egy harmadik példát a folyadékoknak (és a gázoknak) a félreértésen alapuló felosztására. Az ideális gázokról és folyadékokról, valamint a valóságos (real) folyadékokról és gázokról van szó. A félreértés ebben ott van, hogy a tudomány (elbizakodott gőgjében) úgy gondolja (lehet, hogy csak tudat alatt), hogy a természet tökéletlen, ezért nem hoz létre ideálisan viselkedő dolgokat, amiket viszont a tökéletes ember könnyedén el tud képzelni az elméjében.

Ezért a folyadékok és gázok összehasonlításához a tudomány kialakította az ideális gázokra és folyadékokra vonatkozó elképzelését, azt, hogy azoknak hogyan is kellene ideális esetben viselkedniük. És ehhez az ideális képhez hasonlítja a természetben létező folyadékokat és gázokat. Ez a fajta megközelítés a rendszerlogikában és a rendszerlogikai világképben lehetetlen, logikailag kizárt. Ilyen szemléletre ugyanis csakis akkor lehet jutni, ha a folyadékok és gázok környezetének minden elemét, amelyek nélkül azok egyébként nem is lehetnének sem gázok sem folyadékok, teljességgel figyelmen kívül hagyjuk, hatásukat nullának, de legalábbis elhanyagolhatónak vesszük. Ez olyan mértékű szemléletbeli és logikai hiányosságra utal, amelyet csak igen kis gyermekek szoktak elkövetni, akiknek még egyáltalán nincs tapasztalati valóságképük. (Vagy a matematika, amely az egyszerűsítésekkel és törlésekkel ugyanezt teszi, mert másként nem tudna működni olyan sok ismeretlen változóval.)

Nézzük meg, hogy mi a probléma ezzel a szemlélettel, és ezzel a felosztással azon kívül, hogy egy nem létező képhez igyekszik igazítani a létező dolgok viselkedését, és anomáliának tekinti, amikor azok nem hajlandók az ideálishoz igazodni. A probléma az, hogy ez az ideális állapot soha, semmilyen körülmények között nem jöhet létre, tehát nem vehető összehasonlítási alapnak.

Nézzünk egy példát. Vegyük ki a gravitációt és a hőmársékletet a képből a folyadékok esetében. Mi történik ekkor? A Földön jelenleg minden folyadék szilárd testekkel határoltan, a gravitáció által irányítottan viselkedik. Minden mozgást és mozgásirányt ez határoz meg bennük. Folyadék állapotban pedig azért vannak, mert a Földön uralkodó hőmérsékleti határok között ez a természetes közegállapotuk. Ha ezt a kettőt kivesszük a képből, akkor a következő fog történni.

Gravitáció hiányában a folyadékok nem maradhatnak meg a Föld felszínén, addigi határaik között, hanem azonnal gömb alakot vesznek fel, amennyiben a gerjesztési szint közben nem változik (mint az űrállomáson). Ettől kezdve a hőmozgáson túl semmilyen más mozgás nem létezhet bennük, mert homogén és izotróp közeggé válnak. Amennyiben a hőmérséklet elég magas marad, akkor párologni fognak, és többé nem lesznek folyadékok. Mint gázok, a gravitációs nyomás hatása nélkül a végtelenbe terjednek a Föld felszínéről, amíg el nem érik az abszolút tágulási határukat. Ha viszont a hőmérsékleti gerjesztést is kivesszük a képből, akkor sem maradnak folyadékok, mert szilárddá fagynak. Tehát jól látható, hogy a folyadékok soha nem lehetnek ideális helyzetben, csak képzeletben, és mindig reális (valóságos) folyadékok lesznek.

Mi tehát a megoldás? Tessék kiválasztani egy, a Földön nagyon gyakori valódi (Vigyázzunk! A valóságos és a valódi nem ugyanazt jelenti!) folyadékot. Meg kell állapítani annak minden jellemzőjét, a jellemzőinek a valós okait, és a Földön létrehozható minden más folyadék jellemzőjét ahhoz kell hasonlítani. Egy csapásra megszűnne a víz sok-sok meg nem értett, anomáliának nevezett tulajdonsága! És helyére kerülne a nézőpont is. Erről még bővebben olvashatnak a félreértett vízről szóló írásban.

A koronát a tudomány félreértéseire végül az teszi fel, hogy általában folyadékokról beszél a Földön. Pedig ha jól belegondolunk, a Föld felszínén, a természetben csakis és kizárólag egyetlen szabadon mozgó folyadék fordul elő: A VÍZ és annak oldatai. Csak ezeknek a viselkedését lehet megfigyelni. Milyen folyadékokról beszél akkor a tudomány ÁLTALÁNOSÍTVA?

 
Hozzászólhat, vagy hivatkozhat erre a bejegyzésre.

Egy hozzászólás - “A félreértett folyadékok”

  1. szalai ors szerint:

    Ez igen, meg en is megertettem. Koszonom

    [Reply]

Szóljon hozzá!

*

Motor: WordPress | Sablon: NewWPThemes | Fordítás, testreszabás: PagonyMedia