Teekannu efektiks nimetatud nähtuse kallal on teadlased nüüdseks mitu aastakümmet pead murdnud. Nüüd õnnestus Viini Tehnikaülikooli uurimisrühmal see täielikult ja üksikasjalikult ära kirjeldada.

Põhjaliku teoreetilise analüüsi ja rea katsete järel leidsid uurijad, et erinevate füüsikaliste jõudude koosmõju suunab väikese vedelikukoguse täpselt kannutila äärele. Sellest piisabki, et vedeliku juga teatud tingimustel suunda muudaks.

Pika ajalooga nähtus

Esimest korda kirjeldas teekannuefekti 1956. aastal Austria juurtega USA reoloog (vedelike voolu uurija, toim) Markus Reiner. Pärast Reinerit on teadlased püüdnud nähtust korduvalt seletada ja üks uurimisrühm pälvis oma töö eest suisa 1999. aasta IG Nobeli pilaauhinna.

Nüüd jõudis teekannuefekti uurimistöö ringiga tagasi Reineri koduülikooli Viinis. Sealse tehnikaülikooli voolumehaanika instituudi lektor Berhard Scheichl lõi käed University College Londoni matemaatikutega.

Ehkki teekannuefekt on Scheichli sõnul väga tavaline ja pealtnäha lihtne, on seda voolumehaanika põhimõtete abil väga keeruline seletada. Kannu tilaotsa alaosa terav serv mängib tilkumises pearolli: sinna tekib valamise käigus tilk ja äärealune ala on alati märg.

Tilga suurus sõltub sellest, kui kiiresti vedelikku kannust välja kallatakse. Kui kiirus on kriitilisest piirist väiksem, võib tila ääre alla moodustunud tilk suunata terve joa ümber ääre ja piki kannu väliskülge alla.

Scheichli sõnul õnnestus tema töörühmal tilaotsal toimuv esimest korda teoreetiliselt täielikult ära seletada. Nähtuse kirjeldamiseks läheb tarvis keerulist matemaatilist mudelit, kus üksteist mõjutavad vedeliku inerts, viskoossus ja kapillaarsus. Inerts tagab, et vedelik voolab pigem ühes suunas, kapillaarsus aeglustab joa voolu tilas maha.

Nende jõudude koosmõju panebki teekannud tilkuma. Samas tagab kapillaarsus, et efekt tekiks alles vedeliku pinna ja kannuseina väga kindla ristumisnurga all. Mida väiksem see nurk on, või mida märguvamast materjalist on teekann, seda aeglasemalt eemaldub vedelik kannust.

Uurijate sõnul ei paista raskusjõu tugevus võrreldes teiste mängus olevate jõududega tilkumist mõjutavat. Raskusjõust sõltub pelgalt, mis suunas juga voolab, kuid teekannuefekti tekkes see olulist rolli ei mängi. Teisisõnu saaks nähtust jälgida ka Kuu peal teed juues, ent mitte kosmosejaamas, kus pole üldse raskusjõudu.

Uuring avaldati ajakirjas Journal of Fluid Mechanics.