درهم شکستن لایه های سیال

در هم شکسته شدن لایه های سیال[ واژه نامه ۱] به فرایندی اشاره دارد که در آن مقدار جرم معینی از سیال به اجرام کوچکتر و جدا از هم تبدیل می شود. از نشانه های وقوع این شرایط، تشکیل ناحیه هایی به شکل نخ با طول زیاد، نازک و جدا از هم است که در میان آن ها دانه های بزرگ سیال قرار گرفته است. این نواحی شبیه به نخ، نازک شدن را تا جایی ادامه می دهند که ساختار لایه ای را از دست داده و به قطرات مستقلی تبدیل شوند.
در هم شکستن لایه ها هنگامی رخ می دهد که دو سیال یا یک سیال تحت شرایط خلا، یک سطح آزاد با انرژی سطحی تشکیل دهد. ( مقصود از انرژی سطحی تمایل ذرات موجود در سطح برای گریز به لایه های زیرین و نابرابری انرژی میان ذرات در سطح سیال و در لایه های زیرین است که در نهایت به اختلاف چگالی میان لایه های سیال می انجامد ) برای هر حجمی از سیال یک حداکثر سطح پخش شدن وجود دارد؛ در صورتی که سطح گسترده شدن سیال بیش از این مقدار حدی باشد، سیستم دارای انرژی سطحی می شود. به طور طبیعی هر سیستمی که در شرایط حداقلی انرژی خود به سر نبرد، تمایل به تغییر وضع کنونی و دست یابی به سطح انرژی پایین تری دارد؛ یکی از راه های کاهش سطح انرژی و رسیدن به شرایط پایدار، در هم شکستن لایه های سیال و تشکیل لایه هایی نخ مانند و قطره های جدا از هم سیال است تا با کاهش سطح سیال از انرژی سطحی سیال کاسته شود. پدیدهٔ در هم شکستن لایه ها به طور عمده به کشش سطحی، لزجت، چگالی و قطر ذرات سیال به هنگام وقوع این پدیده بستگی دارد.
آزمایش بر روی نحوهٔ تشکیل قطره سابقهٔ درازمدتی دارد. اولین نظرات پیرامون این موضوع در میان آثار لئوناردو دا وینچی یافت می شود:
واقعاً در میان قطره های آب چسبندگی و هم بستگی زیادی وجود دارد. این واقعیت را در هنگام جدا کردن قطره هایی از میان حجمی از آب می توان مشاهده کرد؛ با توجه به وزن قطره ها سطح آب تا جای ممکن شکل محدبی به خود می گیرد و سطح خود را گسترده می کند تا مانع جدا شدن قطره ها شود. ولی بعد از اینکه آن قطره ها جدا شدند، سطح آب به حالت اولیه خود بازمی گردد که این سازوکار بر خلاف ماهیت مواد سنگین است. [ ۱]
باتوجه به این یادداشت ها داوینچی به صراحت سقوط قطره ها را وابسته به گرانش می داند ولی او سازوکاری را که منجر به در هم شکستن و نازک شدن لایه های سیال می شود، اشتباه تفسیر کرده است.