Verre à moitié vide

et si un verre d’eau était, tout d’un coup, littéralement à moitié vide?

—Vittorio Iacovella

le pessimiste a probablement plus Raison sur la façon dont il se révèle que theoptimist.

Quand les gens disent « verre à moitié vide”, ils signifient habituellement quelque chose comme un verre contenant des parties égales de l’eau et de l’air:

Traditionnellement, l’optimiste voit le verre à moitié plein alors que thepessimist le voit à moitié vide. Cela a engendré un zillion de jokevariants—par exemple,, l’ingénieur voit un verre deux fois plus grand qu’il faut, le surréaliste voit une girafe manger une cravate, etc.

Mais si la moitié vide du verre était en fait vide – un vide?(Même un vide n’est sans doute pas vraiment vide, mais c’est une question de sémantique pourquantum.)

le vide ne durerait certainement pas longtemps. Mais exactement ce qui se passedépend d’une question clé que personne ne prend habituellement la peine de poser: Quila moitié est vide?

pour notre scénario, nous imaginerons trois verres à moitié vides différents, et suivrons ce qui leur arrive microseconde par microseconde.,

Au milieu se trouve le verre air / eau traditionnel. Sur la droite est aglass comme le traditionnel, sauf que l’air est remplacé par un vide.Le verre à gauche est à moitié plein d’eau et à moitié vide—mais c’est la moitié inférieure qui est vide.

nous allons imaginer que les aspirateurs apparaissent à l’instant t=0.

Pour la première poignée de microsecondes, rien ne se passe. À cette échelle, même les molécules d’air sont presque stationnaires.,

La plupart du temps, les molécules d’air bougent à des vitesses de quelques mètres par seconde. Mais à un moment donné, certains arrivent à déplorer plus vite que d’autres. Les plus rapides se déplacent à plus de 1000 mètres par seconde. Ce sont les premiers à dériver dans le vide dans leglass à droite.

le vide à gauche est entouré de barrières, de sorte que les molécules d’air peuvent facilement entrer. L’eau, étant un liquide, ne se dilate pas pour remplir le vide de la même manière que l’air., Cependant,dans le vide des verres, il commence à bouillir, rejetant lentement de la vapeur d’eau dans l’espace vide.

alors que l’eau à la surface dans les deux verres commence à bouillir, dans le verre à droite, l’air qui se précipite l’arrête avant qu’il ne se mette vraiment en marche. Le verre à gauche continue de se remplir d’un très faiblemiste de vapeur d’eau.

Après quelques centaines de microsecondes, l’air qui se précipite dans le verre sur la lumière remplit complètement le vide et pénètre dans la surface de l’eau, envoyant une onde de pression à travers le liquide., Les côtés duglass renflent légèrement, mais ils contiennent la pression et ne se cassent pas. Ashockwave se répercute à travers l’eau et dans l’air, rejoignant la turbulence déjà là.

L’onde de choc de l’effondrement du vide prend environ une milliseconde pour s’échapper à travers les deux autres verres. Le verre et l’eau fléchissent tous deux légèrement lorsque la vague les traverse. Dans quelques millisecondes de plus, ilatteint les oreilles des humains comme un coup fort.

à ce moment-là, le verre à gauche commence à se soulever visiblement dans l’air.,

la pression d’air essaie de presser le verre et l’eau ensemble. C’est la force que nous considérons comme une aspiration. L’Aspirateur à droite n’a pas duré assez longtemps pour que l’aspiration soulève le verre, mais comme l’air ne peut pas entrer dans l’Aspirateur à gauche, le verre et l’eau commencent à glisser l’un vers l’autre.

L’eau bouillante a rempli le vide avec une très petite quantité de vapeur d’eau. À mesure que l’espace diminue, l’accumulation de vapeur d’eauaugmente faiblement la pression à la surface de l’eau., Finalement, cela ralentira l’ébullition, tout comme une pression d’air plus élevée.

cependant, le verre et l’eau se déplacent maintenant trop vite pour que le vaporbuildup ait de la matière. Moins de dix millisecondes après le début de l’horloge,ils volent l’un vers l’autre à plusieurs mètres par seconde. Sans acushion d’air entre eux-seulement quelques bribes de vapeur-l’eau claque au fond du verre comme un marteau.

l’eau est presque incompressible, donc l’impact n’est pas étalé—il s’agit d’un seul choc aigu., La force momentanée sur le verre estimmense, et il se casse.

cet effet de « coup de bélier” (qui est également responsable du « clunk”que vous entendez parfois dans la vieille plomberie lorsque vous éteignez le robinet) peut être vu dans le truc de fête bien connu (enregistré sur Mythbusters, analysé dans les classes de physique et démontré dans d’innombrables dortoirs d’étudiants) de casser le haut d’une bouteille en verre pour

lorsque la bouteille est frappée, elle est poussée soudainement vers le bas. Le liquidinside ne répond pas immédiatement à l’aspiration (pression d’air)—un peu comme dans notre scénario—et un espace s’ouvre brièvement., C’est un petit vide—quelques fractions de pouce d’épaisseur—mais quand il se ferme, le choc brise le fond de la bouteille.

dans notre situation, les forces seraient plus que suffisantes pour détruire les verres à boire les plus lourds.

le fond est porté vers le bas par l’eau et les tonneaux contre la table. L’eau éclabousse autour d’elle, pulvérisant des gouttelettes et des éclats de verre dans toutes les directions.

pendant ce temps, la partie supérieure détachée du verre continue de monter.

Après une demi-seconde, les observateurs, entendant un bruit, ont commencé à broncher.,Leurs têtes se lèvent involontairement pour suivre le mouvement ascendant du verre.