Co jsou to škálovací zákony?

Zpracování zákonů je koncept ve vědě a inženýrství.Odkazuje na proměnné, které se drasticky mění v závislosti na zvažování stupnice (velikosti).Například, pokud jste se pokusili postavit 50tunové těžební vozidlo pomocí stejných inženýrských předpokladů jako 2tunové auto, pravděpodobně byste skončili s vozidlem, které ani neběží.Zákony o škálování se často objevují při zvažování návrhu konstruktu, který je neobvykle velký nebo malý, takže je nutné pečlivé myšlenky pro rozšíření principů typických konstruktů na neobvykle velké konstrukty.

Některé škálovací zákony jsou jednoduché.Například u trojrozměrného konstruktu se objemu zvyšuje s kostkou lineárních rozměrů.To jednoduše znamená, že každých 10krát se zvyšuje lineární rozměry, objem konstruktů se zvyšuje o faktor 1000. To je významné pro navrhování strojů nebo struktur: Pokud byste chtěli zdvojnásobit kapacitu vodní věže, zvýšili byste pouze jeho lineární rozměryo několik desítek procent, spíše než je zdvojnásobit.Jednoduché, ale pravdivé.Některé z nejzajímavějších projevů zákonů o škálování se nacházejí v oblastech mikrotechnologie a nanotechnologie, kde se inženýři musí vyrovnat a využívat neobvyklé vlastnosti vyplývající z malých měřítek.U mikrofluidiky zahrnují některé z těchto neobvyklých vlastností laminární tok, povrchové napětí, elektrowetting, rychlá tepelná relaxace, elektrické povrchové náboje a difúze.Například v tekutých komorách s velikostí menší než asi půl milimetru je tok laminární, což znamená, že dva konvergující kanály se nemohou promíchat turbulencí, jako na makro-měřítku, a musí místo toho promíchat difúzí.Existuje mnoho dalších příkladů škálovacích zákonů zde.Příklady zahrnují cokoli, co se vyskytuje na všech velikostech, včetně jevu lavin, opotřebení v elektrických izolátorech, perkolace tekutin prostřednictvím narušených médií a difúze molekul v roztoku.Když se dozvíme více o fyzice a mechanice, objevujeme zajímavé nové stupnice invariantní jevy.Obecně se většina fyzikálních vlastností liší podle měřítka.