Ce sunt fluidele non-newtoniene? Exemple pot fi găsite cu siguranță chiar și în frigiderul dvs., dar nisipurile mișcătoare sunt considerate cel mai evident exemplu de miracol științific - fluid și solid în același timp datorită particulelor în suspensie (în suspensie).
Despre vâscozitate
Sir Isaac Newton a susținut că vâscozitatea sau rezistența unui fluid la curgere depinde de temperatură. Deci, de exemplu, apa se poate transforma în gheață și invers tocmai sub influența elementelor de încălzire sau de răcire. Cu toate acestea, unele substanțe care există în lume modifică vâscozitatea datorită aplicării forței, și nu a unei schimbări de temperatură. Interesant este că sosul de roșii folosit în mod obișnuit, care devine mai subțire cu amestecarea prelungită, este considerat un lichid non-newtonian. Smântâna, în schimb, se îngroașă când este bătută. Temperatura nu este importantă pentru aceste substanțe - vâscozitatea fluidelor non-newtoniene se modifică din cauza impactului fizic.
Experiment
Pentru cei care sunt interesați de știința aplicată sau pur și simplu dorescpentru a-ți uimi oaspeții și prietenii cu un experiment științific incredibil de simplu și în același timp uimitor de fascinant, a fost creată o rețetă specială pentru o soluție de amidon coloidal. Un adevărat lichid non-newtonian, făcut cu literalmente două ingrediente culinare obișnuite, îi va uimi atât pe școlari, cât și pe elevi prin consistența sa. Tot ce aveți nevoie este amidon și apă pură, iar rezultatul este o substanță unică, care este atât lichidă, cât și solidă.
Rețetă
- Toarnă aproximativ un sfert de pachet de amidon de porumb într-un castron curat și adaugă încet aproximativ jumătate de pahar de apă. Interveni. Uneori este mai convenabil să preparați o soluție de amidon coloidal direct cu mâinile.
- Continuați să adăugați amidon și apă în porții mici până când obțineți o consistență asemănătoare mierii. Acesta este viitorul fluid non-newtonian. Cum să o facem omogenă dacă toate încercările de a amesteca uniform se termină cu eșec? Nu vă faceți griji; doar acordă procesului mai mult timp. Ca rezultat, pentru un pachet de amidon de porumb, cel mai probabil veți avea nevoie de unul până la două pahare de apă. Vă rugăm să rețineți că substanța devine mai densă pe măsură ce adăugați mai multă pulbere.
- Toarnă substanța rezultată într-o tigaie sau o tavă de copt. Priviți cu atenție consistența sa neobișnuită în timp ce lichidul „solid” se revarsă. Amestecați substanța într-un cerc cu degetul arătător - la început încet, apoi din ce în ce mai repedemai repede până când obțineți un fluid non-newtonian uimitor.
Experimente
Atât în scopul cunoașterii științifice, cât și doar pentru distracție, puteți încerca următoarele experimente:
- Puneți degetul peste suprafața cheagului rezultat. Ați observat ceva?
- Scurgeți-vă toată mâna în substanța misterioasă și încercați să o strângeți cu degetele și să o scoateți din recipient.
- Încercați să rostogoliți substanța între palme pentru a forma o minge.
- Puteți chiar să loviți cheagul cu palma cu toată puterea. Spectatorii prezenți se vor împrăștia probabil în lateral, așteptându-se să fie stropiți cu o soluție de amidon, dar substanța neobișnuită va rămâne în recipient. (Cu excepția cazului în care, desigur, ai scutit de amidon.)
- Un experiment spectaculos este oferit de bloggerii video. Pentru el, veți avea nevoie de o coloană muzicală, care trebuie acoperită cu grijă cu folie alimentară groasă în mai multe straturi. Turnați soluția pe film și porniți muzica la volum mare. Veți putea experimenta efecte vizuale uimitoare, posibile numai cu acest compus unic.
Dacă faceți un experiment într-un laborator în fața elevilor sau a elevilor, întrebați-i de ce un fluid non-newtonian se comportă așa. De ce pare solid când este strâns în mână, dar curge ca siropul când degetele sunt descleșcate? La sfârșitul discuției, puteți împacheta cheagul într-o pungă mare de plastic cu fermoar pentru a-l salva.pana data viitoare. Vă va fi util să demonstrați proprietățile suspensiei.
Misterul substanței
De ce o soluție de amidon coloidal se comportă ca un solid în unele cazuri și ca un lichid în altele? De fapt, ați creat un fluid non-newtonian real - o substanță care sfidează legea vâscozității.
Newton credea că vâscozitatea unei substanțe se modifică numai din cauza creșterii sau scăderii temperaturii. De exemplu, uleiul de motor curge ușor când este încălzit și se îngroașă când este răcit. Strict vorbind, fluidele non-newtoniene se supun și ele acestei legi fizice, dar vâscozitatea lor poate fi modificată și prin aplicarea de forță sau presiune. Când strângi un cheag coloidal în mână, densitatea acestuia crește semnificativ și (chiar dacă temporar) pare să se transforme într-un solid. Când deschizi pumnul, soluția coloidală curge ca un lichid normal.
Lucruri de reținut
Ironia este ca este imposibil sa amesteci pentru totdeauna amidonul cu apa, pentru ca in urma experimentului nu se obtine o substanta omogena, ci o suspensie. În timp, particulele de pulbere se vor separa de moleculele de apă și vor forma un bulgăre dur în partea de jos a pungii de plastic. Din acest motiv, un astfel de lichid non-newtonian înfunda instantaneu conductele de canalizare, dacă doar îl luați și îl turnați în chiuvetă. În niciun caz, nu-l turnați în scurgere - este mai bine să-l împachetați într-o pungă și doar să-l aruncați întobogan de gunoi.
