Ano ang mga batas sa scaling?

Ang mga batas sa pag -scale ay isang konsepto sa agham at engineering.Tumutukoy ito sa mga variable na nagbabago nang malaki depende sa scale (laki) na isinasaalang -alang.Halimbawa, kung sinubukan mong bumuo ng isang 50-tonong sasakyan ng pagmimina gamit ang parehong mga pagpapalagay sa engineering bilang isang 2-tonong kotse, malamang na magtatapos ka sa isang sasakyan na hindi tumatakbo.Ang mga batas na batas sa scaling ay madalas na lilitaw kapag isinasaalang-alang ang disenyo ng isang konstruksyon na hindi pangkaraniwang malaki o maliit, upang ang maingat na pag-iisip ay kinakailangan upang mapalawak ang mga prinsipyo ng mga tipikal na laki ng mga konstruksyon sa hindi pangkaraniwang laki ng mga konstruksyon.

Ang ilang mga batas sa pag-scale ay simple.Halimbawa, para sa isang three-dimensional na konstruksyon, ang pagtaas ng dami sa kubo ng mga linear na sukat.Nangangahulugan lamang ito na para sa bawat 10 beses na pagtaas sa mga linear na sukat, ang pagtaas ng dami ng konstruksyon ng isang kadahilanan ng 1000. Ito ay makabuluhan para sa pagdidisenyo ng mga makina o istruktura: kung nais mong doble ang kapasidad ng isang tower ng tubig, dagdagan mo lamang ang mga linya ng linear nitosa pamamagitan ng ilang dosenang porsyento, sa halip na pagdodoble sa kanila.Simple ngunit totoo.

Mayroong mas kumplikadong mga pagkakaiba -iba ng mga batas sa pag -scale.Ang ilan sa mga pinaka -kagiliw -giliw na pagpapakita ng mga batas sa pag -scale ay matatagpuan sa mga lugar ng microtechnology at nanotechnology, kung saan ang mga inhinyero ay dapat kapwa makayanan at samantalahin ang hindi pangkaraniwang mga katangian na nagreresulta mula sa maliit na mga kaliskis.Sa microfluidics, ang ilan sa mga hindi pangkaraniwang mga katangian na ito ay kasama ang daloy ng laminar, pag -igting sa ibabaw, electrowetting, mabilis na pagpapahinga ng thermal, mga singil sa ibabaw ng kuryente, at pagsasabog.Halimbawa, sa mga silid ng likido na may mga sukat na mas maliit kaysa sa halos kalahati ng isang milimetro, ang daloy ay laminar, nangangahulugang ang dalawang nagko-convert na mga channel ay hindi maaaring ihalo sa pamamagitan ng kaguluhan, tulad ng sa macro-scale, at dapat sa halip ay ihalo sa pamamagitan ng pagsasabog.Maraming iba pang mga halimbawa ng mga batas sa pag -scale dito.

Kapag ang ilang mga pag -aari ay mananatili anuman ang sukat, tinatawag itong scale invariant .Kasama sa mga halimbawa ang anumang nangyayari sa lahat ng laki ng mga kaliskis, kabilang ang kababalaghan ng mga avalanches, magsuot at luha sa mga de -koryenteng insulators, pagdurusa ng mga likido sa pamamagitan ng disordered media, at ang pagsasabog ng mga molekula sa solusyon.Habang natututo kami nang higit pa tungkol sa pisika at mekanika, natuklasan namin ang mga kagiliw-giliw na bagong scale-invariant phenomena.Sa pangkalahatan, ang karamihan sa mga pisikal na katangian ay nag -iiba sa scale.