मारंगोनी प्रभाव: Difference between revisions

Latest revision as of 18:24, 16 July 2023

मारांगोनी प्रभाव का प्रायोगिक प्रदर्शन। काली मिर्च को बायीं थाली में जल की सतह पर प्रकीर्णित किया जाता है; जब उस जल में साबुन की एक बूंद डाली जाती है, तो काली मिर्च के कण तेजी से बाहर की ओर निकलते हैं।

मारांगोनी प्रभाव (जिसे गिब्स-मारंगोनी प्रभाव भी कहा जाता है) पृष्ठ-तनाव की प्रवणता के कारण दो चरणों के बीच किसी इंटरफ़ेस के साथ द्रव्यमान हस्तांतरण है। तापमान पर निर्भरता की स्थिति में, इस घटना को ताप-नलिका संवहन कहा जा सकता है^[1] (या बेनार्ड-मारंगोनी संवहन)।^[2]

इतिहास

यह प्रक्रिया सर्वप्रथम 1855 में भौतिकविद जेम्स थॉमसन (लॉर्ड केल्विन के भाई) द्वारा "टीयर्स ऑफ़ वाइन" के नाम से विख्यात हुई थीl^[3] सामान्य प्रभाव को इटली के भौतिकविद कार्लो मारंगोनी के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने इसे अपने डॉक्टरल शोध प्रबंध के लिए पाविया विश्वविद्यालय में अध्ययन किया और 1865 में अपने परिणाम प्रकाशित किए थे।^[4] इस विषय के संपूर्ण सिद्धांतात्मक विवरण को जे. विलार्ड गिब्स ने अपने कार्य "विषमांगी पदार्थों की साम्यावस्था पर" (1875-8) में दिया ।^[5]

क्रियाविधि

तरल पदार्थ जिसक पृष्ठ-तनाव उच्च होता है, वह प्राकृतिक रूप से निम्न पृष्ठ-तनाव वाले परिस्थितियों से अधिक प्रबलता से आस-पास के तरल पदार्थ को आकर्षित करता है, इसलिए पृष्ठ-तनाव में प्रवणता का अस्तित्व प्राकृतिक रूप से निम्न पृष्ठ-तनाव वाले क्षेत्रों से तरल को दूर ले जाने का कारण बनाती है। पृष्ठ-तनाव प्रवणता सांद्रता प्रवणता या तापमान प्रवणता (पृष्ठ-तनाव तापमान का एक फलन है) के कारण हो सकता है।

साधारण स्थितियों में, प्रवाह की गति $u\approx \Delta \gamma /\mu$ होती है, जहां $\Delta \gamma$ पृष्ठ-तनाव का अंतर है और $\mu$ तरल पदार्थ की श्यानता होती है। कमरे के तापमान पर जल का पृष्ठ-तनाव लगभग 0.07 N/m होता है, और जल की श्यानता लगभग 10⁻³ Pa s होती है। इसलिए, जल का पृष्ठ-तनाव में कुछ ही प्रतिशत की विभिन्नताएं भी लगभग 1 m/s के निकट के मारांगोनी प्रवाह को उत्पन्न कर सकती हैं। इस प्रकार, मारांगोनी प्रवाह सामान्य और आसानी से देखी जा सकती हैं।

पृष्ठ संक्रियक (सर्फैक्टेंट) की एक छोटी बूंद को जल की सतह पर छोड़ने की स्थिति में, रोश और सहयोगियों ने^[6] मात्रात्मक प्रयोग किए और साधारण मॉडल विकसित किया जो प्रयोगों के लगभग सहमत था। इसमें $u$ की गति से बाहरी मारंगोनी प्रवाह के कारण, पृष्ठ संक्रियक से ढके सतह के एक पैच के त्रिज्या $r$ में विस्तार का वर्णन किया गया है। उन्होंने यह खोजा कि पृष्ठ संक्रियक से ढके हुए जल की सतह के क्षेत्र का विस्तार लगभग की गति से होता हैl

u\approx {\frac {(\gamma _{\rm {w}}-\gamma _{\rm {s}})^{2/3}}{\left(\mu \rho r\right)^{1/3}}}\approx {\frac {10^{-2}}{r^{1/3}}}~~;~~(r~~{\mbox{in m}})

$\gamma _{\rm {w}}$ के लिए, जल की पृष्ठ तनाव, $\gamma _{\rm {s}}$ के लिए, पृष्ठ संक्रियक से प्रच्छन्न जल का पृष्ठ तनाव (नीचे की ओर), $\mu$ जल की श्यानता, और $\rho$ जल का द्रव्यमान घनत्व होता है। $(\gamma _{\rm {w}}-\gamma _{\rm {s}})\approx 10^{-2}$ N/m के लिए, अर्थात जल के पृष्ठ तनाव में लगभग दसियों प्रतिशत की कमी, और जल के लिए $(\mu \rho )\sim 1$ N m⁻⁶s³, हम ऊपर दूसरी समानता प्राप्त करते हैं। इससे हमें पृष्ठ संक्रियक-आच्छादित क्षेत्र बढ़ने के साथ कम होने वाली गति प्राप्त होती है, लेकिन यह cms/s से mm/s की कोटि की होती है।

यह समीकरण कुछ साधारण सन्निकटन द्वारा प्राप्त किया जाता है, प्रथम सन्निकटन पृष्ठ संक्रियक (जो मारंगोनी प्रवाह को संचालित करता है) की संचारी प्रवणता के कारण पृष्ठ तनाव को श्यान तनावों के साथ समानांतर करने के माध्यम से होता है (जो प्रवाह का विरोध करता है)। मारांगोनी तनाव $\sim (\partial \gamma /\partial r)$ , अर्थात पृष्ठ संक्रियक आपूर्ति की प्रवणता के कारण पृष्ठ तनाव में प्रवणता (जो विस्तारित पैच के केंद्र में उच्च से, पैच से शून्य दूर तक होती है)। श्यान अपरूपण तनाव केवल अपरूपण वेग $\sim \mu (u/l)$ में प्रवणता की श्यानता गुना होता है, $l$ के लिए विस्तारित पैच के कारण प्रवाह के लिए जल में गहराई है। रोश और सहकर्मी^[6] मानते हैं कि संवेग (जो रेडियल रूप से निर्देशित होती है) प्रसार के दौरान तरल में विकीर्ण हो जाता है, और इसलिए जब पैच $\nu =\mu /\rho$ के लिए त्रिज्या $r$ , $l\sim (\nu r/u)^{1/2}$ , तक पहुंच जाता है, तो शुद्धगतिक श्यानता, जो एक तरल पदार्थ में गति के लिए प्रसार स्थिरांक है।

u^{3/2}\approx {\frac {(\nu r)^{1/2}}{\mu }}\left({\frac {\partial \gamma }{\partial r}}\right)\approx {\frac {r^{1/2}}{(\mu \rho )^{1/2}}}{\frac {\gamma _{\rm {w}}-\gamma _{\rm {s}}}{r}}

जहां हमने प्रवणता $(\partial \gamma /\partial r)\approx (\gamma _{\rm {w}}-\gamma _{\rm {s}})/r$ का सन्निकटन ज्ञात किया है। दोनों पक्षों की 2/3 घात लेने पर उपरोक्त व्यंजक प्राप्त होता है।

मारंगोनी संख्या, एक विमाहीन मान, का उपयोग पृष्ठ तनाव और श्यान बलों के सापेक्ष प्रभावों को चिह्नित करने के लिए किया जा सकता है।

टीयर्स ऑफ़ वाइन

13.5% एल्कोहल सामग्री वाले वाइन के इस गिलास की छाया में टीयर्स ऑफ़ वाइन स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं

एक उदाहरण के रूप में, वाइन "टीयर्स ऑफ़ वाइन" के नाम से ज्ञात एक दृश्य प्रभाव प्रदर्शित कर सकती है। यह प्रभाव इस तथ्य के परिणामस्वरूप होता है कि एल्कोहल का पृष्ठ तनाव जल से कम होता है और इसकी वाष्पशीलता जल से अधिक होती है। जल/एलकोहॉल विलयन कांच की सतह पर उठता है जिससे कांच की पृष्ठ ऊर्जा कम होती है। एलकोहॉल वाष्पित हो जाता है और उच्च सतह तनाव (अधिक जल, कम एल्कोहल) वाला तरल पदार्थ पीछे छूट जाता है (अधिक जल, कम एलकोहॉल)। इस अल्कोहल की कम मात्रा वाले क्षेत्र (अधिक पृष्ठ तनाव वाला) को उन चारों ओर के द्रव की ओर से अधिक बल से खींचा जाता है जितना कि उस खास क्षेत्र में अधिक एल्कोहल की मात्रा (कांच के नीचे की ओर) होती है। परिणामस्वरूप द्रव खींचा जाता है जब तक उसका अपना वजन प्रभाव के बल से अधिक नहीं हो जाता है, और द्रव वास्त्रागार की दीवारों पर पुनः गिरता है। इसे सरलता से दिखाया जा सकता है जब किसी समतल सतह पर जल की पतली फिल्म फैलाई जाती है और फिर फिल्म के केंद्र में एल्कोहल की एक बूंद गिराई जाती है। जिस क्षेत्र में एलकोहॉल की बूंद गिरी थी, वहां से तरल तेजी से बाहर निकल जाएगा।

परिघटनाओं के अभिगमन के लिए महत्व

पृथ्वी की परिस्थितियों में, द्रव/तरल इंटरफेस के साथ तापमान प्रवणता वाले निकाय में प्राकृतिक संवहन उत्पन्न करने वाला गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव सामान्यतः मारांगोनी प्रभाव से कहीं अधिक प्रबल होता है। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के बिना मारंगोनी प्रभाव का निरीक्षण करने के लिए परिज्ञापी (साउंडिंग) रॉकेट पर माइक्रोग्रैविटी स्थितियों के अंतर्गत कई प्रयोग (ईएसए मेसर 1-3) किए गए हैं। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर किए गए ताप पाइपों पर किए गए शोध से पता चला है कि पृथ्वी पर तापमान प्रवणता के संपर्क में आने से ताप पाइप एक छोर पर आंतरिक तरल पदार्थ को वाष्पित कर देते हैं और पाइप के साथ स्थानांतरित हो जाते हैं, इस प्रकार गर्म छोर को शुष्क कर देता है, अंतरिक्ष (जहां गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव की उपेक्षा की जा सकता है) में इसका व्युत्क्रम होता है और पाइप का गर्म छोर तरल से भर जाता है।^[7] यह केशिका क्रिया के साथ-साथ मारांगोनी प्रभाव के कारण है। केशिका क्रिया द्वारा द्रव को ट्यूब के गर्म सिरे तक खींचा जाता है। लेकिन तरल का बड़ा भाग अभी भी ट्यूब के सबसे गर्म भाग से थोड़ी दूरी पर एक बूंद के रूप में समाप्त हो जाता है, जिसे मारांगोनी प्रवाह द्वारा समझाया गया है। अक्षीय और रेडियल दिशाओं में तापमान प्रवणता द्रव को गर्म सिरे और ट्यूब की दीवारों से दूर केंद्र अक्ष की ओर प्रवाहित करती है। तरल ट्यूब की दीवारों के साथ छोटे से संपर्क क्षेत्र के साथ एक छोटी बूंद बनाता है, ठंडी बूंद और गर्म सिरे पर तरल के बीच एक पतली फिल्म घूर्णन करती है।

गैस बुलबुलों की उपस्थिति में उष्मीय संचरण पर मारांगोनी प्रभाव का प्रभाव (उदाहरण के रूप में, उपशीतलित न्यूक्लियेट उबलने में) को पहले से ही उपेक्षित किया गया है, लेकिन यह वर्तमान में क्वथनांक में गर्मी संचरण की समझ के लिए इसके संभावित मूलभूत महत्व के कारण चल रहे अनुसंधान हित का विषय है।^[8]

उदाहरण और अनुप्रयोग

सोप फिल्म्स का एक परिचित उदाहरण: मारांगोनी प्रभाव साबुनी फिल्मों को संतुलित करता है। मारांगोनी प्रभाव एक अन्य उदाहरण तापक सेलों, जिन्हें बेनार्ड सेल कहा जाता है, के वास्तव में दिखाई देती है।

मारांगोनी प्रभाव का एक महत्वपूर्ण उपयोग यह है की सिलिकॉन वेफर्स को एकीकृत परिपथ के निर्माण के दौरान नम प्रसंस्करण के बाद शुष्क करने के लिए किया जाता है। वेफर सतह पर शेष रह गए तरल धब्बे वेफर पर ऑक्सीकरण का कारण बन सकते हैं जो वेफर पर अवयवों को क्षारण कर सकते हैं। धब्बों से बचने के लिए, एक इथानॉल वाष्प (आईपीए) या अन्य संयंत्रित यौगिक गैस, वाष्प या एयरोसोल रूप में एक नोजल के माध्यम से नम वेफर सतह पर धमनीत की जाती है (या जब वेफर को तन्मयता बाथ से उठाया जाता है, अतः सफाई तरल और वेफर के बीच मेनिस्कस बनता है), और इसके पश्चात मारांगोनी प्रभाव तरल में पृष्ठ-तनाव विभिन्नता का कारण बनाता है जो गुरुत्वाकर्षण को पूरी तरह से वेफर सतह से छोड़ने की अनुमति देता है, जिससे शुष्क वेफर सतह शेष रह जाती है।

क्रमित सरणियों^[9] में स्व-इकट्ठे नैनोकणों के लिए एक समान घटना का रचनात्मक उपयोग किया गया है और क्रमबद्ध नैनोट्यूब को विकसित करने के लिए है।^[10] नैनोकणों युक्त एलकोहॉल क्रियाधार पर प्रसारित होती है, इसके बाद क्रियाधार पर आद्र हवा प्रवाहित होती है। प्रवाह के अंतर्गत एलकोहॉल वाष्पित हो जाता है। परिणामस्वरूप, जल संघनित होकर क्रियाधार पर सूक्ष्म बूंदें बनाता है। इसके बीच, एलकोहॉल में नैनोकणों को सूक्ष्म बूंदों में स्थानांतरित किया जाता है और अंत में शुष्क होने के बाद क्रियाधार पर कई कॉफी रिंग बनाते हैं।

एक अन्य अनुप्रयोग छोटे पैमाने पर पृष्ठ तनाव प्रभावों की प्रासंगिकता का लाभ उठाते हुए कणों में हेरफेर करना है।^[11] अवरक्त लेज़र का उपयोग करके वायु-जल इंटरफेस को स्थानीय रूप से गर्म करके एक नियंत्रित तापीय-केशिका संवहन बनाया जाता है। फिर, इस प्रवाह का उपयोग स्थिति और अभिविन्यास दोनों में अस्थिर वस्तुओं को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है और शीयरियोस प्रभाव से लाभ उठाते हुए अस्थिर वस्तुओं की स्वयं-संयोजन को प्रेरित कर सकता है।

मारांगोनी प्रभाव वेल्डिंग, क्रिस्टल विकास और धातुओं के इलेक्ट्रॉन बीम विगलन के क्षेत्र में भी महत्वपूर्ण है।^[1]

यह भी देखें

प्लेट्यू – रेले अस्थिरता — तरल की धारा में अस्थिरता
डिफ्यूज़ियोस्मोसिस - मारंगोनी प्रभाव इंटरफेशियल मुक्त ऊर्जा में प्रवणता के कारण द्रव/द्रव इंटरफ़ेस पर प्रवाह होता है, द्रव/ठोस इंटरफ़ेस पर एनालॉग डिफ्यूज़ियोस्मोसिस होता है

संदर्भ

↑ ^1.0 ^1.1 "मारांगोनी संवहन". COMSOL. Archived from the original on 2012-03-08. Retrieved 2014-08-06.
↑ Getling, A.V. (1998). Rayleigh-Bénard convection : structures and dynamics (Reprint. ed.). Singapore: World Scientific. ISBN 981-02-2657-8.
↑ शराब और अन्य मादक शराब की सतहों पर देखे जाने वाले कुछ जिज्ञासु गतियों पर. 1855. pp. 330–333. {{cite book}}: |work= ignored (help)
↑ किसी अन्य द्रव की सतह पर तैरती हुई द्रव की बूंदों के प्रसार पर [On the expansion of a droplet of a liquid floating on the surface of another liquid]. Pavia, Italy: Fratelli Fusi. 1869.
↑ Josiah Willard Gibbs (1878) "On the equilibrium of heterogeneous substances. Part II," Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences, 3 : 343-524. The equation for the energy that's required to create a surface between two phases appears on page 483. Reprinted in: Josiah Willard Gibbs with Henry Andrews Bumstead and Ralph Gibbs van Name, ed.s, The Scientific Papers of J. Willard Gibbs, ..., vol. 1, (New York, New York: Longmans, Green and Co., 1906), page 315.
↑ ^6.0 ^6.1 Roché, Matthieu; Li, Zhenzhen; Griffiths, Ian M.; Le Roux, Sébastien; Cantat, Isabelle; Saint-Jalmes, Arnaud; Stone, Howard A. (2014-05-20). "घुलनशील उभयचरों का मारांगोनी प्रवाह". Physical Review Letters (in English). 112 (20): 208302. arXiv:1312.3964. Bibcode:2014PhRvL.112t8302R. doi:10.1103/PhysRevLett.112.208302. ISSN 0031-9007. S2CID 4837945.
↑ Kundan, Akshay; Plawsky, Joel L.; Wayner, Peter C.; Chao, David F.; Sicker, Ronald J.; Motil, Brian J.; Lorik, Tibor; Chestney, Louis; Eustace, John; Zoldak, John (2015). "माइक्रोग्रैविटी में एक विकलेस हीट पाइप की थर्मोकेशिका घटना और प्रदर्शन सीमाएं". Physical Review Letters. 114 (14): 146105. Bibcode:2015PhRvL.114n6105K. doi:10.1103/PhysRevLett.114.146105. PMID 25910141.
↑ Petrovic, Sanja; Robinson, Tony; Judd, Ross L. (November 2004). "सबकूल्ड न्यूक्लिएट पूल क्वथनांक में मारांगोनी ऊष्मा स्थानांतरण". International Journal of Heat and Mass Transfer. 47 (23): 5115–5128. doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.05.031.
↑ Cai, Yangjun; Zhang Newby, Bi-min (May 2008). "हेक्सागोनल और स्ट्रिपलाइक नैनोपार्टिकल पैटर्न की मारांगोनी फ्लो-इंडिकेटेड सेल्फ-असेंबली". Journal of the American Chemical Society. 130 (19): 6076–6077. doi:10.1021/ja801438u. PMID 18426208.
↑ Lee, Wei Cheat; Fang, Yuanxing; Kler, Rantej; Canciani, Giacomo E.; Draper, Thomas C.; Al-Abdullah, Zainab T.Y.; Alfadul, Sulaiman M.; Perry, Christopher C.; He, Heyong (2015). "बढ़ाया फोटोकैटलिटिक हाइड्रोजन उत्पादन के साथ Marangoni ring-templated लंबवत संरेखित ZnO नैनोट्यूब सरणियाँ". Materials Chemistry and Physics. 149–150: 12–16. doi:10.1016/j.matchemphys.2014.10.046.
↑ Piñan Basualdo, Franco; Bolopion, Aude; Gauthier, Michaël; Lambert, Pierre (March 2021). "वायु-जल इंटरफेस में हेरफेर के लिए थर्मोकेपिलरी प्रवाह द्वारा संचालित एक माइक्रोरोबोटिक प्लेटफॉर्म". Science Robotics. 6 (52). doi:10.1126/scirobotics.abd3557. PMID 34043549. S2CID 232432662.

बाहरी संबंध

Motoring Oil Drops Physical Review Focus February 22, 2005
Thin Film Physics, ISS astronaut Don Pettit demonstrate. YouTube-movie.

[comsol1-1] 1.0 ^1.1 "मारांगोनी संवहन". COMSOL. Archived from the original on 2012-03-08. Retrieved 2014-08-06.

[2] Getling, A.V. (1998). Rayleigh-Bénard convection : structures and dynamics (Reprint. ed.). Singapore: World Scientific. ISBN 981-02-2657-8.

[3] शराब और अन्य मादक शराब की सतहों पर देखे जाने वाले कुछ जिज्ञासु गतियों पर. 1855. pp. 330–333. {{cite book}}: |work= ignored (help)

[4] किसी अन्य द्रव की सतह पर तैरती हुई द्रव की बूंदों के प्रसार पर [On the expansion of a droplet of a liquid floating on the surface of another liquid]. Pavia, Italy: Fratelli Fusi. 1869.

[5] Josiah Willard Gibbs (1878) "On the equilibrium of heterogeneous substances. Part II," Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences, 3 : 343-524. The equation for the energy that's required to create a surface between two phases appears on page 483. Reprinted in: Josiah Willard Gibbs with Henry Andrews Bumstead and Ralph Gibbs van Name, ed.s, The Scientific Papers of J. Willard Gibbs, ..., vol. 1, (New York, New York: Longmans, Green and Co., 1906), page 315.

[:0-6] 6.0 ^6.1 Roché, Matthieu; Li, Zhenzhen; Griffiths, Ian M.; Le Roux, Sébastien; Cantat, Isabelle; Saint-Jalmes, Arnaud; Stone, Howard A. (2014-05-20). "घुलनशील उभयचरों का मारांगोनी प्रवाह". Physical Review Letters (in English). 112 (20): 208302. arXiv:1312.3964. Bibcode:2014PhRvL.112t8302R. doi:10.1103/PhysRevLett.112.208302. ISSN 0031-9007. S2CID 4837945.

[7] Kundan, Akshay; Plawsky, Joel L.; Wayner, Peter C.; Chao, David F.; Sicker, Ronald J.; Motil, Brian J.; Lorik, Tibor; Chestney, Louis; Eustace, John; Zoldak, John (2015). "माइक्रोग्रैविटी में एक विकलेस हीट पाइप की थर्मोकेशिका घटना और प्रदर्शन सीमाएं". Physical Review Letters. 114 (14): 146105. Bibcode:2015PhRvL.114n6105K. doi:10.1103/PhysRevLett.114.146105. PMID 25910141.

[8] Petrovic, Sanja; Robinson, Tony; Judd, Ross L. (November 2004). "सबकूल्ड न्यूक्लिएट पूल क्वथनांक में मारांगोनी ऊष्मा स्थानांतरण". International Journal of Heat and Mass Transfer. 47 (23): 5115–5128. doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.05.031.

[9] Cai, Yangjun; Zhang Newby, Bi-min (May 2008). "हेक्सागोनल और स्ट्रिपलाइक नैनोपार्टिकल पैटर्न की मारांगोनी फ्लो-इंडिकेटेड सेल्फ-असेंबली". Journal of the American Chemical Society. 130 (19): 6076–6077. doi:10.1021/ja801438u. PMID 18426208.

[10] Lee, Wei Cheat; Fang, Yuanxing; Kler, Rantej; Canciani, Giacomo E.; Draper, Thomas C.; Al-Abdullah, Zainab T.Y.; Alfadul, Sulaiman M.; Perry, Christopher C.; He, Heyong (2015). "बढ़ाया फोटोकैटलिटिक हाइड्रोजन उत्पादन के साथ Marangoni ring-templated लंबवत संरेखित ZnO नैनोट्यूब सरणियाँ". Materials Chemistry and Physics. 149–150: 12–16. doi:10.1016/j.matchemphys.2014.10.046.

[11] Piñan Basualdo, Franco; Bolopion, Aude; Gauthier, Michaël; Lambert, Pierre (March 2021). "वायु-जल इंटरफेस में हेरफेर के लिए थर्मोकेपिलरी प्रवाह द्वारा संचालित एक माइक्रोरोबोटिक प्लेटफॉर्म". Science Robotics. 6 (52). doi:10.1126/scirobotics.abd3557. PMID 34043549. S2CID 232432662.

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 {{short description|Physical phenomenon between two fluids}}
-[[File:Marangoni effect experimental demonstration.ogv|thumb|upright=1.4|मारंगोनी प्रभाव का प्रायोगिक प्रदर्शन। बाईं डिश में पानी की सतह पर काली मिर्च छिड़का जाता है; जब उस पानी में साबुन की एक बूंद डाली जाती है, तो काली मिर्च के कण तेजी से बाहर की ओर निकल जाते हैं।]]मारांगोनी प्रभाव (जिसे गिब्स-मारंगोनी प्रभाव भी कहा जाता है) सतह के तनाव की प्रवणता के कारण दो चरणों के बीच किसी इंटरफ़ेस के साथ द्रव्यमान हस्तांतरण है। तापमान पर निर्भरता की स्थिति में, इस घटना को ताप-नलिका संवहन कहा जा सकता है<ref name="comsol1">{{cite web |url=http://www.comsol.com/showroom/gallery/110/ |title=मारांगोनी संवहन|publisher=COMSOL |access-date=2014-08-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120308071605/http://www.comsol.com/showroom/gallery/110/ |archive-date=2012-03-08 |url-status=dead }}</ref> (या बेनार्ड-मारंगोनी संवहन)।<ref>{{cite book |url=https://books.google.com/books?id=a_43hQr33HcC |last1=Getling|first1=A.V.|title=Rayleigh-Bénard convection : structures and dynamics|date=1998|publisher=[[World Scientific]]|location=Singapore|isbn=981-02-2657-8|edition=Reprint.}}</ref>
+[[File:Marangoni effect experimental demonstration.ogv|thumb|upright=1.4|मारांगोनी प्रभाव का प्रायोगिक प्रदर्शन। काली मिर्च को बायीं थाली में जल की सतह पर प्रकीर्णित किया जाता है; जब उस जल में साबुन की एक बूंद डाली जाती है, तो काली मिर्च के कण तेजी से बाहर की ओर निकलते हैं।]]'''मारांगोनी प्रभाव''' (जिसे '''गिब्स-मारंगोनी प्रभाव''' भी कहा जाता है) पृष्ठ-तनाव की प्रवणता के कारण दो चरणों के बीच किसी इंटरफ़ेस के साथ द्रव्यमान हस्तांतरण है। तापमान पर निर्भरता की स्थिति में, इस घटना को '''ताप-नलिका संवहन''' कहा जा सकता है<ref name="comsol1">{{cite web |url=http://www.comsol.com/showroom/gallery/110/ |title=मारांगोनी संवहन|publisher=COMSOL |access-date=2014-08-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120308071605/http://www.comsol.com/showroom/gallery/110/ |archive-date=2012-03-08 |url-status=dead }}</ref> (या '''बेनार्ड-मारंगोनी संवहन''')।<ref>{{cite book |url=https://books.google.com/books?id=a_43hQr33HcC |last1=Getling|first1=A.V.|title=Rayleigh-Bénard convection : structures and dynamics|date=1998|publisher=[[World Scientific]]|location=Singapore|isbn=981-02-2657-8|edition=Reprint.}}</ref>
 == इतिहास ==
-यह प्रक्रिया सर्वप्रथम 1855 में भौतिकविद [[जेम्स थॉमसन (इंजीनियर)|जेम्स थॉमसन]] (लॉर्ड केल्विन के भाई) द्वारा "टीयर्स ऑफ़ वाइन" के नाम से विख्यात हुई।<ref>{{cite book |url=https://books.google.com/books?id=MVIwAAAAIAAJ&pg=PA330|pages=330–333 |title=शराब और अन्य मादक शराब की सतहों पर देखे जाने वाले कुछ जिज्ञासु गतियों पर|work=The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science |year=1855 }}</ref> सामान्य प्रभाव को [[इटली]] के भौतिकविद [[कार्लो मारंगोनी]] के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने इसे अपने डॉक्टरल शोध प्रबंध के लिए [[पाविया विश्वविद्यालय]] में अध्ययन किया और 1865 में अपने परिणाम प्रकाशित किए।<ref>{{cite book |url=https://books.google.com/books?id=ZoxltwAACAAJ |title=किसी अन्य द्रव की सतह पर तैरती हुई द्रव की बूंदों के प्रसार पर|trans-title=On the expansion of a droplet of a liquid floating on the surface of another liquid |location=Pavia, Italy |publisher=Fratelli Fusi |year= 1869 }}</ref> इस विषय के संपूर्ण सिद्धांतात्मक विवरण को जे. विलार्ड गिब्स ने अपने कार्य "[[विषम पदार्थों के संतुलन पर|विषमांगी पदार्थों की साम्यावस्था पर]]" (1875-8) में दिया।<ref>Josiah Willard Gibbs (1878) "On the equilibrium of heterogeneous substances.  Part II," ''Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences'', '''3''' :  343-524.  The equation for the energy that's required to create a surface between two phases appears on [https://books.google.com/books?id=ZsQAAAAAYAAJ&pg=PA483 page 483].  Reprinted in:  Josiah Willard Gibbs with Henry Andrews Bumstead and Ralph Gibbs van Name, ed.s, ''The Scientific Papers of J. Willard Gibbs, ...'', vol. 1, (New York, New York:  Longmans, Green and Co., 1906), [https://books.google.com/books?id=8RhWAAAAMAAJ&pg=PA315 page 315].</ref>
+यह प्रक्रिया सर्वप्रथम 1855 में भौतिकविद [[जेम्स थॉमसन (इंजीनियर)|जेम्स थॉमसन]] (लॉर्ड केल्विन के भाई) द्वारा "टीयर्स ऑफ़ वाइन" के नाम से विख्यात हुई थीl<ref>{{cite book |url=https://books.google.com/books?id=MVIwAAAAIAAJ&pg=PA330|pages=330–333 |title=शराब और अन्य मादक शराब की सतहों पर देखे जाने वाले कुछ जिज्ञासु गतियों पर|work=The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science |year=1855 }}</ref> सामान्य प्रभाव को [[इटली]] के भौतिकविद [[कार्लो मारंगोनी]] के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने इसे अपने डॉक्टरल शोध प्रबंध के लिए [[पाविया विश्वविद्यालय]] में अध्ययन किया और 1865 में अपने परिणाम प्रकाशित किए थे।<ref>{{cite book |url=https://books.google.com/books?id=ZoxltwAACAAJ |title=किसी अन्य द्रव की सतह पर तैरती हुई द्रव की बूंदों के प्रसार पर|trans-title=On the expansion of a droplet of a liquid floating on the surface of another liquid |location=Pavia, Italy |publisher=Fratelli Fusi |year= 1869 }}</ref> इस विषय के संपूर्ण सिद्धांतात्मक विवरण को जे. विलार्ड गिब्स ने अपने कार्य "[[विषम पदार्थों के संतुलन पर|''विषमांगी पदार्थों की साम्यावस्था पर'']]" (1875-8) में दिया ।<ref>Josiah Willard Gibbs (1878) "On the equilibrium of heterogeneous substances.  Part II," ''Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences'', '''3''' :  343-524.  The equation for the energy that's required to create a surface between two phases appears on [https://books.google.com/books?id=ZsQAAAAAYAAJ&pg=PA483 page 483].  Reprinted in:  Josiah Willard Gibbs with Henry Andrews Bumstead and Ralph Gibbs van Name, ed.s, ''The Scientific Papers of J. Willard Gibbs, ...'', vol. 1, (New York, New York:  Longmans, Green and Co., 1906), [https://books.google.com/books?id=8RhWAAAAMAAJ&pg=PA315 page 315].</ref>
 == क्रियाविधि ==
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 साधारण स्थितियों में, प्रवाह की गति <math>u \approx \Delta\gamma /\mu</math> होती है, जहां <math>\Delta\gamma</math> पृष्ठ-तनाव का अंतर है और <math>\mu</math> तरल पदार्थ की श्यानता होती है। कमरे के तापमान पर जल का पृष्ठ-तनाव लगभग 0.07 N/m होता है, और जल की श्यानता लगभग 10<sup>−3</sup> Pa s होती है। इसलिए, जल का पृष्ठ-तनाव में कुछ ही प्रतिशत की विभिन्नताएं भी लगभग 1 m/s के निकट के मारांगोनी प्रवाह को उत्पन्न कर सकती हैं। इस प्रकार, मारांगोनी प्रवाह सामान्य और आसानी से देखी जा सकती हैं।
-पृष्ठ संक्रियक (सर्फैक्टेंट) की एक छोटी बूंद को जल की सतह पर छोड़ने की स्थिति में, रोश और सहयोगियों ने<ref name=":0">{{Cite journal|last1=Roché|first1=Matthieu|last2=Li|first2=Zhenzhen|last3=Griffiths|first3=Ian M.|last4=Le Roux|first4=Sébastien|last5=Cantat|first5=Isabelle|last6=Saint-Jalmes|first6=Arnaud|last7=Stone|first7=Howard A.|date=2014-05-20|title=घुलनशील उभयचरों का मारांगोनी प्रवाह|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.112.208302|journal=Physical Review Letters|language=en|volume=112|issue=20|pages=208302|doi=10.1103/PhysRevLett.112.208302|issn=0031-9007|arxiv=1312.3964|bibcode=2014PhRvL.112t8302R|s2cid=4837945}}</ref> मात्रात्मक प्रयोग किए और साधारण मॉडल विकसित किया जो प्रयोगों के लगभग सहमत था। इसमें <math>u</math> की गति से बाहरी मारंगोनी प्रवाह के कारण, पृष्ठ संक्रियक से ढके सतह के एक पैच के त्रिज्या <math>r</math> में विस्तार का वर्णन किया गया है। उन्होंने यह खोजा कि पृष्ठ संक्रियक से ढके हुए जल की सतह के क्षेत्र का विस्तार लगभग की गति से होता है       '''(Work done)'''
+पृष्ठ संक्रियक (सर्फैक्टेंट) की एक छोटी बूंद को जल की सतह पर छोड़ने की स्थिति में, रोश और सहयोगियों ने<ref name=":0">{{Cite journal|last1=Roché|first1=Matthieu|last2=Li|first2=Zhenzhen|last3=Griffiths|first3=Ian M.|last4=Le Roux|first4=Sébastien|last5=Cantat|first5=Isabelle|last6=Saint-Jalmes|first6=Arnaud|last7=Stone|first7=Howard A.|date=2014-05-20|title=घुलनशील उभयचरों का मारांगोनी प्रवाह|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.112.208302|journal=Physical Review Letters|language=en|volume=112|issue=20|pages=208302|doi=10.1103/PhysRevLett.112.208302|issn=0031-9007|arxiv=1312.3964|bibcode=2014PhRvL.112t8302R|s2cid=4837945}}</ref> मात्रात्मक प्रयोग किए और साधारण मॉडल विकसित किया जो प्रयोगों के लगभग सहमत था। इसमें <math>u</math> की गति से बाहरी मारंगोनी प्रवाह के कारण, पृष्ठ संक्रियक से ढके सतह के एक पैच के त्रिज्या <math>r</math> में विस्तार का वर्णन किया गया है। उन्होंने यह खोजा कि पृष्ठ संक्रियक से ढके हुए जल की सतह के क्षेत्र का विस्तार लगभग की गति से होता हैl
 :<math>u \approx \frac{(\gamma_{\rm w}-\gamma_{\rm s})^{2/3}}{\left(\mu\rho r\right)^{1/3}}\approx\frac{10^{-2}}{r^{1/3}}
 ~~;~~(r~~\mbox{in m})</math>
-के लिए <math>\gamma_{\rm w}</math> पानी का पृष्ठ तनाव, <math>\gamma_{\rm s}</math>, पृष्ठसक्रियकारक से ढके पानी की सतह का (निचला) सतही तनाव, <math>\mu</math> पानी की चिपचिपाहट, और <math>\rho</math> पानी का द्रव्यमान घनत्व। के लिए <math>(\gamma_{\rm w}-\gamma_{\rm s})\approx 10^{-2}</math> एन / एम, यानी, पानी की सतह के तनाव में और पानी के लिए आदेश दस प्रतिशत की कमी <math>(\mu\rho)\sim 1</math> एन एम<sup>-6</sup>एस<sup>3</sup>, हम ऊपर दूसरी समानता प्राप्त करते हैं। यह गति प्रदान करता है जो सर्फेक्टेंट-कवर क्षेत्र के बढ़ने के साथ घटता है, लेकिन क्रम सेमी/एस से मिमी/एस तक होता है।
+<math>\gamma_{\rm w}</math> के लिए, जल की पृष्ठ तनाव, <math>\gamma_{\rm s}</math> के लिए, पृष्ठ संक्रियक से प्रच्छन्न जल का पृष्ठ तनाव (नीचे की ओर), <math>\mu</math> जल की श्यानता, और <math>\rho</math> जल का द्रव्यमान घनत्व होता है। <math>(\gamma_{\rm w}-\gamma_{\rm s})\approx 10^{-2}</math> N/m के लिए, अर्थात जल के पृष्ठ तनाव में लगभग दसियों प्रतिशत की कमी, और जल के लिए <math>(\mu\rho)\sim 1</math> N m<sup>−6</sup>s<sup>3</sup>, हम ऊपर दूसरी समानता प्राप्त करते हैं। इससे हमें पृष्ठ संक्रियक-आच्छादित क्षेत्र बढ़ने के साथ कम होने वाली गति प्राप्त होती है, लेकिन यह cms/s से mm/s की कोटि की होती है।
-समीकरण को कुछ सरल सन्निकटन बनाकर प्राप्त किया जाता है, पहला सतह पर तनाव को चिपचिपा तनाव (जो प्रवाह का विरोध करता है) के साथ सर्फैक्टेंट (जो मारंगोनी प्रवाह को चलाता है) के एकाग्रता ढाल के कारण होता है। मारांगोनी तनाव <math>\sim(\partial\gamma/\partial r)</math>, यानी, सर्फैक्टेंट एकाग्रता में ढाल के कारण सतही तनाव में ढाल (विस्तारित पैच के केंद्र में उच्च से, पैच से शून्य दूर तक)। चिपचिपा कतरनी तनाव बस चिपचिपाहट के समय कतरनी वेग में ढाल है <math>\sim \mu (u/l)</math>, के लिए <math>l</math> फैलने वाले पैच के कारण प्रवाह के पानी में गहराई। रोचे और सहकर्मी<ref name=":0" />मान लें कि संवेग (जो रेडियल रूप से निर्देशित है) फैलने के दौरान तरल में नीचे फैलता है, और इसलिए जब पैच एक त्रिज्या तक पहुंच जाता है <math>r</math>, <math>l\sim (\nu r/u)^{1/2}</math>, के लिए <math>\nu=\mu/\rho</math> श्यानता, जो द्रव में संवेग के लिए विसरण स्थिरांक है। दो तनावों की बराबरी करना
+यह समीकरण कुछ साधारण सन्निकटन द्वारा प्राप्त किया जाता है, प्रथम सन्निकटन पृष्ठ संक्रियक (जो मारंगोनी प्रवाह को संचालित करता है) की संचारी प्रवणता के कारण पृष्ठ तनाव को श्यान तनावों के साथ समानांतर करने के माध्यम से होता है (जो प्रवाह का विरोध करता है)। मारांगोनी तनाव <math>\sim(\partial\gamma/\partial r)</math>, अर्थात पृष्ठ संक्रियक आपूर्ति की प्रवणता के कारण पृष्ठ तनाव में प्रवणता (जो विस्तारित पैच के केंद्र में उच्च से, पैच से शून्य दूर तक होती है)। श्यान अपरूपण तनाव केवल अपरूपण वेग <math>\sim \mu (u/l)</math> में प्रवणता की श्यानता गुना होता है, <math>l</math> के लिए विस्तारित पैच के कारण प्रवाह के लिए जल में गहराई है। रोश और सहकर्मी<ref name=":0" /> मानते हैं कि संवेग (जो रेडियल रूप से निर्देशित होती है) प्रसार के दौरान तरल में विकीर्ण हो जाता है, और इसलिए जब पैच <math>\nu=\mu/\rho</math> के लिए त्रिज्या <math>r</math>, <math>l\sim (\nu r/u)^{1/2}</math>, तक पहुंच जाता है, तो शुद्धगतिक श्यानता, जो एक तरल पदार्थ में गति के लिए प्रसार स्थिरांक है।
 :<math>u^{3/2}\approx \frac{(\nu r)^{1/2}}{\mu}\left(\frac{\partial\gamma}{\partial r}\right)
 \approx\frac{r^{1/2}}{(\mu\rho)^{1/2}}\frac{\gamma_{\rm w}-\gamma_{\rm s}}{r}</math>
-जहां हमने ढाल का अनुमान लगाया <math>(\partial\gamma/\partial r)\approx (\gamma_{\rm w}-\gamma_{\rm s})/r</math>. दोनों पक्षों की 2/3 शक्ति लेने से ऊपर का व्यंजक प्राप्त होता है।
+जहां हमने प्रवणता <math>(\partial\gamma/\partial r)\approx (\gamma_{\rm w}-\gamma_{\rm s})/r</math> का सन्निकटन ज्ञात किया है। दोनों पक्षों की 2/3 घात लेने पर उपरोक्त व्यंजक प्राप्त होता है।
-[[मारंगोनी संख्या]], एक आयाम रहित मान, सतह तनाव और चिपचिपी ताकतों के सापेक्ष प्रभावों को चिह्नित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
+[[मारंगोनी संख्या]], एक विमाहीन मान, का उपयोग पृष्ठ तनाव और श्यान बलों के सापेक्ष प्रभावों को चिह्नित करने के लिए किया जा सकता है।
-== शराब के आंसू ==
+== टीयर्स ऑफ़ वाइन ==
-[[File:Wine legs shadow.jpg|thumb|right|upright|13.5% अल्कोहल की मात्रा वाले इस ग्लास वाइन की छाया में वाइन के आंसू स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं]]एक उदाहरण के रूप में, [[शराब]] एक दृश्य प्रभाव प्रदर्शित कर सकती है जिसे शराब के आँसू कहा जाता है। प्रभाव इस तथ्य का परिणाम है कि अल्कोहल में पानी की तुलना में कम सतह तनाव और उच्च अस्थिरता होती है। पानी/अल्कोहल का घोल कांच की सतह की ऊर्जा को कम करके कांच की सतह को ऊपर उठाता है। शराब उच्च सतह तनाव (अधिक पानी, कम शराब) के साथ तरल को पीछे छोड़ते हुए फिल्म से वाष्पित हो जाती है। अल्कोहल की कम सांद्रता वाला यह क्षेत्र (अधिक सतह तनाव) उच्च अल्कोहल सांद्रता वाले क्षेत्रों (ग्लास में कम) की तुलना में आसपास के तरल पदार्थ को अधिक मजबूती से खींचता है। इसका परिणाम यह होता है कि तरल को तब तक ऊपर खींचा जाता है जब तक कि उसका स्वयं का वजन प्रभाव के बल से अधिक न हो जाए, और तरल बर्तन की दीवारों पर वापस टपकने लगता है। इसे एक चिकनी सतह पर पानी की एक पतली फिल्म फैलाकर और फिर फिल्म के केंद्र पर शराब की एक बूंद गिरने देकर भी आसानी से प्रदर्शित किया जा सकता है। तरल उस क्षेत्र से बाहर निकल जाएगा जहां शराब की बूंद गिरी थी।
+[[File:Wine legs shadow.jpg|thumb|right|upright|13.5% एल्कोहल सामग्री वाले वाइन के इस गिलास की छाया में टीयर्स ऑफ़ वाइन स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं]]एक उदाहरण के रूप में, [[शराब|वाइन]] "टीयर्स ऑफ़ वाइन" के नाम से ज्ञात एक दृश्य प्रभाव प्रदर्शित कर सकती है। यह प्रभाव इस तथ्य के परिणामस्वरूप होता है कि एल्कोहल का पृष्ठ तनाव जल से कम होता है और इसकी वाष्पशीलता जल से अधिक होती है। जल/एलकोहॉल विलयन कांच की सतह पर उठता है जिससे कांच की पृष्ठ ऊर्जा कम होती है। एलकोहॉल वाष्पित हो जाता है और उच्च सतह तनाव (अधिक जल, कम एल्कोहल) वाला तरल पदार्थ पीछे छूट जाता है (अधिक जल, कम एलकोहॉल)। इस अल्कोहल की कम मात्रा वाले क्षेत्र (अधिक पृष्ठ तनाव वाला) को उन चारों ओर के द्रव की ओर से अधिक बल से खींचा जाता है जितना कि उस खास क्षेत्र में अधिक एल्कोहल की मात्रा (कांच के नीचे की ओर) होती है। परिणामस्वरूप द्रव खींचा जाता है जब तक उसका अपना वजन प्रभाव के बल से अधिक नहीं हो जाता है, और द्रव वास्त्रागार की दीवारों पर पुनः गिरता है। इसे सरलता से दिखाया जा सकता है जब किसी समतल सतह पर जल की पतली फिल्म फैलाई जाती है और फिर फिल्म के केंद्र में एल्कोहल की एक बूंद गिराई जाती है। जिस क्षेत्र में एलकोहॉल की बूंद गिरी थी, वहां से तरल तेजी से बाहर निकल जाएगा।
-== परिघटनाओं के परिवहन के लिए महत्व ==
+== परिघटनाओं के अभिगमन के लिए महत्व ==
-{{further|Transport phenomena}}
+{{further|अभिगमन परिघटना}}
-पृथ्वी की स्थितियों के तहत, एक द्रव/द्रव इंटरफ़ेस के साथ एक तापमान ढाल के साथ एक प्रणाली में प्राकृतिक सं[[वह]]न पैदा करने वाले गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव आमतौर पर मारांगोनी प्रभाव से अधिक मजबूत होता है। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के बिना मारांगोनी प्रभाव का निरीक्षण करने के लिए [[ ध्वनि रॉकेट ]] पर [[माइक्रो-जी पर्यावरण]] के तहत कई प्रयोग (ESA MASER 1-3) किए गए हैं। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर किए गए ताप पाइपों पर किए गए शोध से पता चला है कि पृथ्वी पर तापमान प्रवणता के संपर्क में आने वाले ताप पाइपों के कारण आंतरिक द्रव एक छोर पर वाष्पित हो जाता है और पाइप के साथ पलायन कर जाता है, इस प्रकार अंतरिक्ष में गर्म अंत सूख जाता है (जहां के प्रभाव गुरुत्वाकर्षण को नजरअंदाज किया जा सकता है) विपरीत होता है और पाइप का गर्म सिरा तरल से भर जाता है।<ref>{{cite journal |doi=10.1103/PhysRevLett.114.146105 |pmid=25910141 |title=माइक्रोग्रैविटी में एक विकलेस हीट पाइप की थर्मोकेशिका घटना और प्रदर्शन सीमाएं|journal=Physical Review Letters |volume=114 |issue=14 |pages=146105 |year=2015 |last1=Kundan |first1=Akshay |last2=Plawsky |first2=Joel L. |last3=Wayner |first3=Peter C. |last4=Chao |first4=David F. |last5=Sicker |first5=Ronald J. |last6=Motil |first6=Brian J. |last7=Lorik |first7=Tibor |last8=Chestney |first8=Louis |last9=Eustace |first9=John |last10=Zoldak |first10=John |bibcode=2015PhRvL.114n6105K |doi-access=free }}</ref> यह केशिका क्रिया के साथ-साथ मारंगोनी प्रभाव के कारण है। केशिका क्रिया द्वारा द्रव को ट्यूब के गर्म सिरे तक खींचा जाता है। लेकिन तरल का बड़ा हिस्सा अभी भी ट्यूब के सबसे गर्म हिस्से से थोड़ी दूरी पर एक बूंद के रूप में समाप्त होता है, जिसे मारंगोनी प्रवाह द्वारा समझाया गया है। अक्षीय और रेडियल दिशाओं में तापमान प्रवणता द्रव को गर्म अंत और ट्यूब की दीवारों से केंद्र अक्ष की ओर प्रवाहित करती है। तरल ट्यूब की दीवारों के साथ एक छोटे से संपर्क क्षेत्र के साथ एक छोटी बूंद बनाता है, कूलर की छोटी बूंद और गर्म अंत में तरल के बीच तरल परिसंचारी एक पतली फिल्म होती है।
+पृथ्वी की परिस्थितियों में, द्रव/तरल इंटरफेस के साथ तापमान प्रवणता वाले निकाय में प्राकृतिक [[वह|संवहन]] उत्पन्न करने वाला गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव सामान्यतः मारांगोनी प्रभाव से कहीं अधिक प्रबल होता है। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के बिना मारंगोनी प्रभाव का निरीक्षण करने के लिए [[ ध्वनि रॉकेट |परिज्ञापी (साउंडिंग) रॉकेट]] पर [[माइक्रो-जी पर्यावरण|माइक्रोग्रैविटी स्थितियों]] के अंतर्गत कई प्रयोग (ईएसए मेसर 1-3) किए गए हैं। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर किए गए ताप पाइपों पर किए गए शोध से पता चला है कि पृथ्वी पर तापमान प्रवणता के संपर्क में आने से ताप पाइप एक छोर पर आंतरिक तरल पदार्थ को वाष्पित कर देते हैं और पाइप के साथ स्थानांतरित हो जाते हैं, इस प्रकार गर्म छोर को शुष्क कर देता है, अंतरिक्ष (जहां गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव की उपेक्षा की जा सकता है) में इसका व्युत्क्रम होता है और पाइप का गर्म छोर तरल से भर जाता है।<ref>{{cite journal |doi=10.1103/PhysRevLett.114.146105 |pmid=25910141 |title=माइक्रोग्रैविटी में एक विकलेस हीट पाइप की थर्मोकेशिका घटना और प्रदर्शन सीमाएं|journal=Physical Review Letters |volume=114 |issue=14 |pages=146105 |year=2015 |last1=Kundan |first1=Akshay |last2=Plawsky |first2=Joel L. |last3=Wayner |first3=Peter C. |last4=Chao |first4=David F. |last5=Sicker |first5=Ronald J. |last6=Motil |first6=Brian J. |last7=Lorik |first7=Tibor |last8=Chestney |first8=Louis |last9=Eustace |first9=John |last10=Zoldak |first10=John |bibcode=2015PhRvL.114n6105K |doi-access=free }}</ref> यह केशिका क्रिया के साथ-साथ मारांगोनी प्रभाव के कारण है। केशिका क्रिया द्वारा द्रव को ट्यूब के गर्म सिरे तक खींचा जाता है। लेकिन तरल का बड़ा भाग अभी भी ट्यूब के सबसे गर्म भाग से थोड़ी दूरी पर एक बूंद के रूप में समाप्त हो जाता है, जिसे मारांगोनी प्रवाह द्वारा समझाया गया है। अक्षीय और रेडियल दिशाओं में तापमान प्रवणता द्रव को गर्म सिरे और ट्यूब की दीवारों से दूर केंद्र अक्ष की ओर प्रवाहित करती है। तरल ट्यूब की दीवारों के साथ छोटे से संपर्क क्षेत्र के साथ एक छोटी बूंद बनाता है, ठंडी बूंद और गर्म सिरे पर तरल के बीच एक पतली फिल्म घूर्णन करती है।
-हीटिंग सतह पर गैस के बुलबुले की उपस्थिति में गर्मी हस्तांतरण पर मारांगोनी प्रभाव का प्रभाव (उदाहरण के लिए, सबकूल्ड न्यूक्लियेट उबलते में) को लंबे समय से नजरअंदाज कर दिया गया है, लेकिन यह वर्तमान में चल रहे शोध के हित का विषय है क्योंकि इसके संभावित मौलिक महत्व के लिए उबालने में ऊष्मा के स्थानांतरण की समझ।<ref>{{cite journal|last1=Petrovic|first1=Sanja|last2=Robinson|first2=Tony|last3=Judd|first3=Ross L.|title=सबकूल्ड न्यूक्लिएट पूल क्वथनांक में मारांगोनी ऊष्मा स्थानांतरण|journal=International Journal of Heat and Mass Transfer|date=November 2004|volume=47|issue=23|pages=5115–5128|doi=10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.05.031}}</ref>
+गैस बुलबुलों की उपस्थिति में उष्मीय संचरण पर मारांगोनी प्रभाव का प्रभाव (उदाहरण के रूप में, उपशीतलित न्यूक्लियेट उबलने में) को पहले से ही उपेक्षित किया गया है, लेकिन यह वर्तमान में क्वथनांक में गर्मी संचरण की समझ के लिए इसके संभावित मूलभूत महत्व के कारण चल रहे अनुसंधान हित का विषय है।<ref>{{cite journal|last1=Petrovic|first1=Sanja|last2=Robinson|first2=Tony|last3=Judd|first3=Ross L.|title=सबकूल्ड न्यूक्लिएट पूल क्वथनांक में मारांगोनी ऊष्मा स्थानांतरण|journal=International Journal of Heat and Mass Transfer|date=November 2004|volume=47|issue=23|pages=5115–5128|doi=10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.05.031}}</ref>
+== उदाहरण और अनुप्रयोग ==
+[[साबुन फिल्म|सोप फिल्म्स]]  का एक परिचित उदाहरण: मारांगोनी प्रभाव साबुनी फिल्मों को ''संतुलित'' करता है। मारांगोनी प्रभाव एक अन्य उदाहरण तापक सेलों, जिन्हें बेनार्ड सेल कहा जाता है, के वास्तव में दिखाई देती है।
+मारांगोनी प्रभाव का एक महत्वपूर्ण उपयोग यह है की [[सिलिकॉन]] [[वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स)|वेफर्स]] को [[एकीकृत सर्किट|एकीकृत परिपथ]] के निर्माण के दौरान नम प्रसंस्करण के बाद शुष्क करने के लिए किया जाता है। वेफर सतह पर शेष रह गए तरल धब्बे वेफर पर ऑक्सीकरण का कारण बन सकते हैं जो वेफर पर अवयवों को क्षारण कर सकते हैं। धब्बों से बचने के लिए, एक इथानॉल वाष्प (आईपीए) या अन्य संयंत्रित यौगिक गैस, वाष्प या एयरोसोल रूप में एक नोजल के माध्यम से नम वेफर सतह पर धमनीत की जाती है (या जब वेफर को तन्मयता बाथ से उठाया जाता है, अतः सफाई तरल और वेफर के बीच मेनिस्कस बनता है), और इसके पश्चात मारांगोनी प्रभाव तरल में पृष्ठ-तनाव विभिन्नता का कारण बनाता है जो गुरुत्वाकर्षण को पूरी तरह से वेफर सतह से छोड़ने की अनुमति देता है, जिससे शुष्क वेफर सतह शेष रह जाती है।
-== उदाहरण और आवेदन ==
+क्रमित सरणियों<ref>{{cite journal|last1=Cai|first1=Yangjun|last2=Zhang Newby|first2=Bi-min|title=हेक्सागोनल और स्ट्रिपलाइक नैनोपार्टिकल पैटर्न की मारांगोनी फ्लो-इंडिकेटेड सेल्फ-असेंबली|journal=Journal of the American Chemical Society|date=May 2008|volume=130|issue=19|pages=6076–6077|doi=10.1021/ja801438u|pmid=18426208}}</ref> में स्व-इकट्ठे [[नोक|नैनोकणों]] के लिए एक समान घटना का रचनात्मक उपयोग किया गया है और क्रमबद्ध नैनोट्यूब को विकसित करने के लिए है।<ref>{{Cite journal|last1=Lee|first1=Wei Cheat|last2=Fang|first2=Yuanxing|last3=Kler|first3=Rantej|last4=Canciani|first4=Giacomo E.|last5=Draper|first5=Thomas C.|last6=Al-Abdullah|first6=Zainab T.Y.|last7=Alfadul|first7=Sulaiman M.|last8=Perry|first8=Christopher C.|last9=He|first9=Heyong|title=बढ़ाया फोटोकैटलिटिक हाइड्रोजन उत्पादन के साथ Marangoni ring-templated लंबवत संरेखित ZnO नैनोट्यूब सरणियाँ|url=http://sro.sussex.ac.uk/id/eprint/54590/8/Marangoni%20ring-templated%20well%20aligned%20ZnO.docx|journal=Materials Chemistry and Physics|volume=149-150|pages=12–16|doi=10.1016/j.matchemphys.2014.10.046|year=2015}}</ref> नैनोकणों युक्त एलकोहॉल क्रियाधार पर प्रसारित होती है, इसके बाद क्रियाधार पर आद्र हवा प्रवाहित होती है। प्रवाह के अंतर्गत एलकोहॉल वाष्पित हो जाता है। परिणामस्वरूप, जल संघनित होकर क्रियाधार पर सूक्ष्म बूंदें बनाता है। इसके बीच, एलकोहॉल में नैनोकणों को सूक्ष्म बूंदों में स्थानांतरित किया जाता है और अंत में शुष्क होने के बाद क्रियाधार पर कई [[कॉफी रिंग प्रभाव|कॉफी रिंग]] बनाते हैं।
-एक परिचित उदाहरण [[साबुन फिल्म]]ों में है: मारांगोनी प्रभाव साबुन फिल्मों को स्थिर करता है। मारांगोनी प्रभाव का एक अन्य उदाहरण संवहन कोशिकाओं, तथाकथित बेनार्ड कोशिकाओं के व्यवहार में प्रकट होता है।
-मारांगोनी प्रभाव का एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग [[एकीकृत सर्किट]] के निर्माण के दौरान गीले प्रसंस्करण चरण के बाद [[सिलिकॉन]] [[वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स)]] को सुखाने के लिए उपयोग होता है। वेफर सतह पर छोड़े गए तरल धब्बे ऑक्सीकरण का कारण बन सकते हैं जो वेफर पर घटकों को नुकसान पहुंचाते हैं। स्पॉटिंग से बचने के लिए, एक अल्कोहल (रसायन विज्ञान) वाष्प (IPA) या गैस, वाष्प, या एरोसोल के रूप में अन्य कार्बनिक यौगिक गीली वेफर सतह पर एक नोजल के माध्यम से उड़ाए जाते हैं (या वेफर के रूप में सफाई तरल और वेफर के बीच बने मेनिस्कस पर) एक विसर्जन स्नान से उठाया जाता है), और बाद के मारांगोनी प्रभाव तरल में सतह-तनाव प्रवणता का कारण बनता है जिससे गुरुत्वाकर्षण अधिक आसानी से तरल को वेफर सतह से पूरी तरह से खींच लेता है, प्रभावी रूप से एक सूखी वेफर सतह को छोड़ देता है।
-इसी तरह की घटना को रचनात्मक रूप से नै[[नोक]]णों को क्रमबद्ध सरणियों में आत्म-इकट्ठा करने के लिए उपयोग किया गया है<ref>{{cite journal|last1=Cai|first1=Yangjun|last2=Zhang Newby|first2=Bi-min|title=हेक्सागोनल और स्ट्रिपलाइक नैनोपार्टिकल पैटर्न की मारांगोनी फ्लो-इंडिकेटेड सेल्फ-असेंबली|journal=Journal of the American Chemical Society|date=May 2008|volume=130|issue=19|pages=6076–6077|doi=10.1021/ja801438u|pmid=18426208}}</ref> और आदेशित नैनोट्यूब विकसित करने के लिए।<ref>{{Cite journal|last1=Lee|first1=Wei Cheat|last2=Fang|first2=Yuanxing|last3=Kler|first3=Rantej|last4=Canciani|first4=Giacomo E.|last5=Draper|first5=Thomas C.|last6=Al-Abdullah|first6=Zainab T.Y.|last7=Alfadul|first7=Sulaiman M.|last8=Perry|first8=Christopher C.|last9=He|first9=Heyong|title=बढ़ाया फोटोकैटलिटिक हाइड्रोजन उत्पादन के साथ Marangoni ring-templated लंबवत संरेखित ZnO नैनोट्यूब सरणियाँ|url=http://sro.sussex.ac.uk/id/eprint/54590/8/Marangoni%20ring-templated%20well%20aligned%20ZnO.docx|journal=Materials Chemistry and Physics|volume=149-150|pages=12–16|doi=10.1016/j.matchemphys.2014.10.046|year=2015}}</ref> नैनोकणों से युक्त अल्कोहल सब्सट्रेट पर फैल जाता है, इसके बाद सब्सट्रेट पर नम हवा चलती है। प्रवाह के तहत शराब वाष्पित हो जाती है। इसके साथ ही, पानी संघनित होता है और सब्सट्रेट पर माइक्रोड्रॉपलेट बनाता है। इस बीच, शराब में नैनोकणों को माइक्रोड्रॉपलेट्स में स्थानांतरित कर दिया जाता है और अंत में सुखाने के बाद सब्सट्रेट पर कई [[कॉफी रिंग प्रभाव]] बनाते हैं।
-एक अन्य अनुप्रयोग कणों का हेरफेर है<ref>{{cite journal|last1=Piñan Basualdo|first1=Franco|last2=Bolopion|first2=Aude|last3=Gauthier|first3=Michaël|last4=Lambert|first4=Pierre|title=वायु-जल इंटरफेस में हेरफेर के लिए थर्मोकेपिलरी प्रवाह द्वारा संचालित एक माइक्रोरोबोटिक प्लेटफॉर्म|url=https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abd3557|journal=Science Robotics|date=March 2021|volume=6|issue=52|doi=10.1126/scirobotics.abd3557|pmid=34043549|s2cid=232432662}}</ref> छोटे पैमाने पर सतही तनाव प्रभाव की प्रासंगिकता का लाभ उठाते हुए। इन्फ्रारेड [[ लेज़र ]] का उपयोग करके स्थानीय रूप से वायु-जल इंटरफ़ेस को गर्म करके एक नियंत्रित थर्मो-केशिका संवहन बनाया जाता है। फिर, इस प्रवाह का उपयोग फ़्लोटिंग ऑब्जेक्ट्स को स्थिति और अभिविन्यास दोनों में नियंत्रित करने के लिए किया जाता है और [[चीयरियोस प्रभाव]] से लाभान्वित होने वाली फ़्लोटिंग ऑब्जेक्ट्स की [[स्व विधानसभा]] को संकेत दे सकता है।
-[[वेल्डिंग]], क्रिस्टल विकास और धातुओं के [[इलेक्ट्रॉन बीम]] पिघलने के क्षेत्र में मारंगोनी प्रभाव भी महत्वपूर्ण है।<ref name="comsol1"/>
+एक अन्य अनुप्रयोग छोटे पैमाने पर पृष्ठ तनाव प्रभावों की प्रासंगिकता का लाभ उठाते हुए कणों में हेरफेर करना है।<ref>{{cite journal|last1=Piñan Basualdo|first1=Franco|last2=Bolopion|first2=Aude|last3=Gauthier|first3=Michaël|last4=Lambert|first4=Pierre|title=वायु-जल इंटरफेस में हेरफेर के लिए थर्मोकेपिलरी प्रवाह द्वारा संचालित एक माइक्रोरोबोटिक प्लेटफॉर्म|url=https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abd3557|journal=Science Robotics|date=March 2021|volume=6|issue=52|doi=10.1126/scirobotics.abd3557|pmid=34043549|s2cid=232432662}}</ref> अवरक्त [[ लेज़र |लेज़र]] का उपयोग करके वायु-जल इंटरफेस को स्थानीय रूप से गर्म करके एक नियंत्रित तापीय-केशिका संवहन बनाया जाता है। फिर, इस प्रवाह का उपयोग स्थिति और अभिविन्यास दोनों में अस्थिर वस्तुओं को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है और [[चीयरियोस प्रभाव|शीयरियोस प्रभाव]] से लाभ उठाते हुए अस्थिर वस्तुओं की [[स्व विधानसभा|स्वयं-संयोजन]] को प्रेरित कर सकता है।
+मारांगोनी प्रभाव [[वेल्डिंग]], क्रिस्टल विकास और धातुओं के [[इलेक्ट्रॉन बीम]] विगलन के क्षेत्र में भी महत्वपूर्ण है।<ref name="comsol1"/>
 == यह भी देखें ==
-* पठार-रेले अस्थिरता - तरल की एक धारा में अस्थिरता
+* प्लेट्यू – रेले अस्थिरता — तरल की धारा में अस्थिरता
-* [[डिफ्यूसियोफोरेसिस और डिफ्यूसियोस्मोसिस]] - मारांगोनी प्रभाव एक द्रव/द्रव इंटरफ़ेस पर प्रवाहित होता है, जो कि इंटरफेशियल मुक्त ऊर्जा में एक ढाल के कारण होता है, द्रव/ठोस इंटरफ़ेस पर एनालॉग डिफ्यूसियोस्मोसिस होता है
+* [[डिफ्यूसियोफोरेसिस और डिफ्यूसियोस्मोसिस|डिफ्यूज़ियोस्मोसिस]] - मारंगोनी प्रभाव इंटरफेशियल मुक्त ऊर्जा में प्रवणता के कारण द्रव/द्रव इंटरफ़ेस पर प्रवाह होता है, द्रव/ठोस इंटरफ़ेस पर एनालॉग डिफ्यूज़ियोस्मोसिस होता है
 ==संदर्भ==
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 * [http://focus.aps.org/story/v15/st7 Motoring Oil Drops] ''Physical Review Focus'' February 22, 2005
 * [https://www.youtube.com/watch?v=_z67aR-QgfE Thin Film Physics], ISS astronaut [[Don Pettit]] demonstrate. YouTube-movie.
-[[Category: द्रव यांत्रिकी]] [[Category: कंवेक्शन]] [[Category: भौतिक घटनाएं]] [[Category: वीडियो क्लिप वाले लेख]]
-[[Category: Machine Translated Page]]
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