Развитие неустойчивости межфазной границы в результате диффузии ПАВ в двухслойной системе жидкостей (Вестник Пермского университета. Физика, 2019)
Экспериментально исследована потеря устойчивости горизонтальной межфазной границы в двухслойной системе жидкостей с диффундирующим компонентом. С этой целью изучена эволюция системы на основе смеси хлорбензола и бензола (нижний слой) и воды либо водного раствора хлористого натрия (верхний слой). Диффундирующий компонент (уксусная кислота) представляет собой поверхностно-активное вещество (ПАВ) и в начале опыта находится в нижнем слое. Базовые жидкости имеют исходную плотность, близкую или равную плотности кислоты, поэтому все дальнейшие изменения плотности в системе обусловлены только эффектом контракции. Жидкости заполняют вертикальную ячейку Хеле-Шоу и разделены подвижной перегородкой. Удаление последней приводит к развитию диффузионного процесса, в результате чего система теряет устойчивость, что ведет к деформации межфазной границы и отрыву от нее капель. Определены зависимости изменения плотности и межфазного натяжения в точке максимального прогиба границы от времени и начальной концентрации кислоты в нижнем слое. Для момента отрыва капель от межфазной поверхности построена карта состояния системы. Продемонстрирована стабилизирующая роль концентрационно-капиллярного движения.