เหตุใดจึงสำคัญที่จะรู้ว่าของไหลเคลื่อนที่อย่างไร

โควิด-19 ได้ให้ความสำคัญกับผลกระทบของโรคติดเชื้อทางเดินหายใจต่อมนุษยชาติอย่างมาก นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าการป้องกันวิกฤตด้านสุขภาพที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือนโยบายของรัฐบาลที่มีรากฐานมาจากวิทยาศาสตร์ ในความพยายามที่จะควบคุมการแพร่กระจายของโรค รัฐบาลหลายประเทศได้ดำเนินนโยบายที่ป้องกันการปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพ สิ่งนี้มีผลกระทบโดยตรงต่อชีวิตประจำวันของเรา: วิธีที่ผู้คนเคลื่อนไหว สถานที่ทำงาน และวิธีที่พวกเขามีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกัน

นโยบายเหล่านี้เป็นขั้นตอนแรกที่ดี แต่มีข้อจำกัด เนื่องจากไม่ได้

อธิบายอย่างครบถ้วนถึงวิธีการแพร่ระบาดของไวรัสจากคนสู่คน ซึ่งก็คือเส้นทางการแพร่เชื้อทางกายภาพ คำตอบบางส่วนอาจอยู่ในสาขาการศึกษาที่เรียกว่ากลศาสตร์ของไหล ซึ่งก็คือการทำความเข้าใจว่าของไหลเคลื่อนที่อย่างไร

การทำความเข้าใจว่าของเหลวเคลื่อนที่อย่างไรสามารถช่วยให้เราเข้าใจว่าไวรัสที่ก่อให้เกิดโรคโควิด-19 เดินทางจากผู้ติดเชื้อไปยังผู้อื่นได้อย่างไร เนื่องจากเมื่อเราไอหรือจาม เราจะขับละอองขนาดเล็กออกมา ซึ่งการเคลื่อนไหวนั้นควบคุมโดยหลักการของกลศาสตร์ของไหล การทำความเข้าใจวิธีการแพร่เชื้อไวรัสสามารถแจ้งการแทรกแซงด้านสาธารณสุขเพื่อลดความเสี่ยง

รับข่าวสารที่เป็นอิสระ เป็นอิสระ และอิงตามหลักฐาน

ข้อมูลเชิงลึกล่าสุดที่ส่วนต่อประสานระหว่างกลศาสตร์ของไหลและระบาดวิทยาได้เริ่มไขปริศนาอย่างน้อยเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับเส้นทางการแพร่เชื้อทางกายภาพของ COVID-19 ตัวอย่างเช่นงานล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการไอหรือจามประกอบด้วยกลุ่มก๊าซที่วุ่นวายหลายเฟส เมฆก๊าซนี้ขนส่งเชื้อโรคไวรัสได้ไกลกว่าที่คาดการณ์ไว้มาก

หลักฐานที่เพิ่มขึ้นทำให้องค์การอนามัยโลก (WHO) ยอมรับว่าไวรัสโคโรนาสามารถแพร่กระจายได้ด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่ลอยอยู่ในอากาศ

กลศาสตร์ของไหลคือการศึกษาว่าของไหลเคลื่อนที่อย่างไร นั่นอาจฟังดูง่าย แต่จริงๆ แล้วซับซ้อนมาก

ประการแรก สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าการย้ายหมายถึงอะไร เซอร์ ไอแซก นิวตันนักฟิสิกส์ได้แสดงให้เห็นว่าสิ่งที่เรียกว่าแรงจำเป็นต้องเปลี่ยนวิธีการเคลื่อนที่ของวัตถุ แรงนี้จะต้องกระทำกับวัตถุ ขนาดและทิศทางของแรงนี้เป็นผลคูณของมวลและความเร่งของวัตถุ

ความเร่งหมายถึงการเปลี่ยนแปลงความเร็วของบางสิ่งตามเวลา 

(อัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็ว) นอกจากนี้ ความเร็วของวัตถุยังหมายถึงระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในระยะเวลาหนึ่งๆ ดังนั้นกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันสามารถช่วยเราทำนายว่าวัตถุเคลื่อนที่อย่างไรในอวกาศและเวลา สิ่งนี้ช่วยให้เราคำนวณตำแหน่งของวัตถุ ณ เวลาใดก็ตาม

เราสามารถใช้กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันกับของไหลเพื่อพยายามอธิบายว่าของไหลเคลื่อนที่อย่างไร ของไหลคือสสารที่มีอนุภาคเคลื่อนที่ค่อนข้างมากโดยสัมพันธ์กันเมื่อมีแรงกระทำต่อมัน

กล่าวอีกนัยหนึ่งคุณสมบัติที่กำหนดของของไหลคือความง่ายในการเปลี่ยนรูปของของไหล ของไหลไม่มีรูปร่างแน่นอน ของเหลวเช่นน้ำเป็นตัวอย่างที่ดี แต่อากาศรอบตัวเราก็สามารถถูกปฏิบัติเหมือนเป็นของเหลวได้เช่นกัน เส้นแบ่งระหว่างของไหลและของแข็งนั้นไม่แตกต่างกัน และในบางกรณี วัตถุที่เป็นของแข็ง เช่น เยลลี่ สีแห้ง และยางมะตอย สามารถประพฤติตัวเหมือนของไหล และในทางกลับกัน

ลักษณะสำคัญของของไหลคือพวกมันขนส่ง “สิ่งของ”; “สิ่งของ” เหล่านี้อาจเป็นความร้อน สารมลพิษ เชื้อโรค หรือของเหลวอื่นๆ ดังนั้นการศึกษากลศาสตร์ของไหลจึงเป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจโลกที่เราอาศัยอยู่ ตัวอย่างเช่น กลศาสตร์ของไหลสามารถช่วยเราสร้างแบบจำลองและทำนายว่าความร้อนจากดวงอาทิตย์ถูกขนส่งไปทั่วโลกอย่างไร (ลองนึกถึงการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ) อีกตัวอย่างหนึ่งคือการประยุกต์ใช้กลศาสตร์ของไหลในการขนส่งโรคระบบทางเดินหายใจ เช่น โควิด-19

การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่าความเข้าใจในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับเส้นทางการแพร่เชื้อของโรคระบบทางเดินหายใจนั้นมีจำกัดและขึ้นอยู่กับแบบจำลองที่ง่ายเกินไป การพัฒนาล่าสุดในกลศาสตร์ของไหลและระบาดวิทยาได้แสดงให้เห็นว่าพัฟที่ปั่นป่วนซึ่งปล่อยออกมาจากการจามหรือไอนั้นสามารถขนส่งเชื้อโรคได้ไกลกว่าที่คาดไว้

ลักษณะของ “ปุย” หรือ “ขนนก” ที่ปล่อยออกมาเมื่อเราหายใจ ไอ หรือจาม มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจว่าหยดของเหลวถูกขนส่งอย่างไร

หยดของของไหลภายใน “พัฟ” จะบิดเบี้ยวโดยรูปแบบการไหลของอากาศที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับ “พัฟ” หรือ “ขนนก” และการมีปฏิสัมพันธ์กับอากาศรอบข้าง กระบวนการนี้สามารถทำให้หยดของไหลแตกออกเป็นหลายชิ้นซึ่งหลุดออกจากสารแขวนลอย ปนเปื้อนพื้นผิวจำนวนมาก แน่นอนว่ากระบวนการแตกตัวยังส่งผลให้มีอนุภาคขนาดเล็กที่สามารถเดินทางได้ไกลกว่าอนุภาคขนาดใหญ่

นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าฟิลด์การไหล อุณหภูมิ และความชื้นมีผลต่อระยะทางที่หยดน้ำเหล่านี้เดินทาง สิ่งนี้มีผลกระทบต่อ แนวทางการเว้นระยะห่างทางกายภาพ 1-2 เมตร (3-6 ฟุต) ขององค์การอนามัยโลก การวิจัยพบว่าละอองเหล่านี้สามารถเดินทางได้ไกลถึง 7 เมตร (20 ฟุต) นี่ไม่ได้คำนึงถึงไมโครดรอปเล็ทที่สามารถเคลื่อนย้ายไปได้ไกลยิ่งขึ้นเนื่องจากระบบระบายอากาศในอาคาร

ในจดหมายเปิดผนึกถึงองค์การอนามัยโลก นักวิทยาศาสตร์มากกว่า 200 คนกล่าวหาว่าองค์กรประเมินความเป็นไปได้ของการแพร่เชื้อโควิด-19 ในอากาศต่ำเกินไป จาก คำแถลงล่าสุดของ WHO แนวปฏิบัติเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะได้รับการแก้ไข

หลักการของกลศาสตร์ของไหลได้ถูกนำมาใช้ในการออกแบบการระบายอากาศและอาชีวอนามัยแล้ว เป็นไปได้ว่าความเข้าใจใหม่ของเราเกี่ยวกับกลศาสตร์ของไหลและระบาดวิทยาอาจถูกนำมาใช้เพื่อช่วยปรับปรุงระบบระบายอากาศในอาคาร สิ่งที่เราเรียนรู้อาจแจ้งนโยบายของรัฐบาลเพื่อลดการแพร่ระบาดของโรคระบาดในอนาคต เช่น โควิด-19

credit:websportsonline.com
BizPlusBlog.com
billygoatwisdom.com
gaspreisentwicklung.com
samesfordblog.com
hideinplainwebsite.com
vessellogs.com
OsteoporosisTreatmentBlog.com
rockawaylobsterhouse.com
annuairewebfr.com