Hvad er skaleringslove?
Skaleringslove er et begreb inden for videnskab og teknik. Det henviser til variabler, der ændrer sig drastisk afhængigt af den skala (størrelse), der overvejes. For eksempel, hvis du forsøgte at bygge et 50-ton minekøretøj ved hjælp af de samme tekniske antagelser som en 2-ton-bil, ville du sandsynligvis ende med et køretøj, der ikke engang kører. Udtrykket "skaleringslovgivning" vises ofte, når man overvejer designet til en konstruktion, der er usædvanligt stor eller lille, så det er nødvendigt med omhyggelig tanke for at udvide principper for konstruktioner i typisk størrelse til konstruktioner, der er usædvanligt store.
Nogle skaleringslove er enkle. For eksempel "for en tredimensionel konstruktion øges volumen med terningen af lineære dimensioner." Dette betyder simpelthen, at for hver 10 gang stigning i lineære dimensioner øges konstruktionens volumen med en faktor 1000. Dette er vigtigt for design af maskiner eller konstruktioner: Hvis du ville fordoble kapaciteten i et vandtårn, ville du kun øge dets lineære dimensioner med et par dusin procent snarere end at fordoble dem. Enkelt, men sandt.
Der er mere komplekse variationer af skaleringslove. Nogle af de mest interessante manifestationer af skaleringslove findes inden for mikroteknologi og nanoteknologi, hvor ingeniører både skal klare og udnytte usædvanlige egenskaber, der er resultatet af små skalaer. I mikrofluidika inkluderer nogle af disse usædvanlige egenskaber laminær strømning, overfladespænding, elrowrowetting, hurtig termisk afslapning, elektriske overfladeladninger og diffusion. F.eks. I fluidkamre med størrelser mindre end cirka en halv millimeter er strømningen laminær, hvilket betyder, at to konvergerende kanaler ikke kan blandes gennem turbulens som i makroskalaen og i stedet skal blandes gennem diffusion. Der er mange andre eksempler på skaleringslovgivning her.
Når visse egenskaber bevares uanset skalaen, kaldes det skalaen invariant . Eksempler inkluderer alt, der forekommer på alle størrelsesskalaer, herunder fænomenet snøskred, slid i elektriske isolatorer, perkolering af væsker gennem forstyrrede medier og diffusion af molekyler i opløsning. Når vi lærer mere om fysik og mekanik, opdager vi interessante nye skala-invariante fænomener. Generelt varierer de fleste fysiske egenskaber med skalaen.