“Bicentenário da Independência: 200 anos de ciência, tecnologia e inovação no Brasil e 96 anos de contribuição da UFV”.
8 a 10 de novembro de 2022
Trabalho 16626
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Física dos Fluídos, Física de Plasmas e Descargas Elétricas |
| Setor | Departamento de Física |
| Bolsa | PIBIC/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Vinicius Damasceno Costa |
| Orientador | ALVARO VIANNA NOVAES DE CARVALHO TEIXEIRA |
| Outros membros | Matheus Cavalcanti de Albuquerque |
| Título | Estatística da evolução temporal de uma Distribuição de Bolhas de Ar em um Meio Viscoso |
| Resumo | O crescimento de bolhas de gás em um meio aquoso/viscoso é ditado pelo amadurecimento de Ostwald que é regido por três fenômenos: a diferença de pressão dentro e fora de uma bolha ser proporcional à tensão interfacial; a difusão, que está relacionado com a transferência das moléculas do gás quando solubilizadas no meio líquido; e o fato da solubilidade de um gás em um líquido, mesmo que pequena, ser proporcional à pressão do gás. Esse trabalho foi realizado analisando um experimento feito anteriormente do amadurecimento do Ostwald de bolhas de ar em uma solução aquosa de glicerina e o principal objetivo é mostrar a influência de bolhas vizinhas no crescimento de uma bolha. Para isso usamos um recurso chamado de tesselação/triangulação de Delaunay em que, basicamente, analisamos uma imagem de bolhas dispersas em um líquido e conectamos o centro das bolhas próximas formando triângulos, sendo aplicada em toda a extensão da imagem. Usando isso foi feita uma análise da evolução temporal das seguintes distâncias características: a distância entre o centro de massa de bolhas vizinhas; a distância entre as superfícies de bolhas vizinhas; e a média dessas duas distâncias por bolha. Finalmente, analisamos o crescimento do raio médio, do número de vizinhos médio de cada bolha, o número total de bolhas e a dimensão fractal do nosso conjunto de dados. Ao fazermos as análises das distribuições de distâncias vemos que todas são bem ajustadas para uma distribuição de q-Weibull, apesar de terem inclinações diferentes no começo. Para distâncias muito grandes elas tendem a zero mostrando que a baixa probabilidade das bolhas estarem muito separadas de seus vizinhos e, quando sobrepomos as distribuições de vários tempos normalizadas pelos seus valores médios, vemos que elas colapsam em uma mesma curva. Ao analisarmos a distribuição da distância entre os centro de massas das bolhas pelo raio da bolha verificamos uma região fisicamente impossível para distâncias menores que os raios das bolhas; e uma segunda região para distâncias menores que o raio que não é uma região fisicamente impossível de se ter bolhas, porém ausente de pontos mostrando ser uma região não-acessível. Essas regiões também aparecem para as distribuições das distâncias médias. A análise da evolução do número de vizinhos mostrou um resultado surpreendente que, apesar do número de bolhas cair significativamente, o número de vizinhos se manteve praticamente constante ao longo de todo o experimento, tendo o valor médio de 5,92(6) vizinhos por bolha. Por fim, foi utilizado um método de box counting para calcular a fractalidade do sistema. Vimos que o sistema mostra um comportamento fractal para valores escalas de comprimento grandes o suficiente, com o valor da dimensão fractal não se alterando significamente de 1,85(2). Porém vimos que, com o passar do tempo, a região de fractalidade vai ficando cada vez menor. |
| Palavras-chave | Amadurecimento de Ostwald, bolha, distribuição |
| Forma de apresentação..... | Vídeo |
| Link para apresentação | Vídeo |
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