Какво представлява не-Нютоновата течност? Примери и експерименти

Какви са ненеутоновите флуиди? Примери за сигурност могат да бъдат намерени дори в хладилника ви, но се разглежда най-очевидният пример за научно чудо плаващ пясък

На вискозитета

господине Исак Нютон твърди, че вискозитетът или устойчивостта на флуид към потока зависи от температурата. Така например водата може да се превърне в лед и обратно под въздействието на отоплителни или охлаждащи елементи. Някои от съществуващите в света вещества обаче променят вискозитета поради употребата на сила, а не промяна в температурата. Интересно е, че не-Нютоновите флуиди включват често използвания доматен сос, който се втечнява при продължително разбъркване. Кремът, напротив, се сгъстява, когато се шиш. Тези вещества не са важна температура - вискозитетът на ненутоновите флуиди варира поради физически ефекти.

експеримент

За тези, които се интересуват от приложните науки, или просто искате да впечатлите гостите си и приятели са невероятно прости и все още невероятно забавно научни експерименти, създадени по специална рецепта на колоиден разтвор нишесте. Това не-Нютонов флуид, ръцете са буквално от две съставки, общ за готвене, за да удари тяхната последователност и ученици и студенти. Всичко, от което се нуждаете, е нишесте и чиста вода, и евентуално да получите уникален вещество, което е едновременно течна и твърда.

рецепта

• Поръсете около една четвърт от опаковката от царевично нишесте в чиста купа и бавно изсипете около половин чаша вода. Разбъркайте. Понякога е по-удобно да приготвите колоиден разтвор на нишесте направо с ръцете си.
• Продължете да добавяте нишесте и вода на малки порции, докато имате вещество, което прилича на мед в консистенция. Това е бъдеща ненеутонова течност. Как да го направим хомогенен, ако всички опити за равномерно смесване завършат с неуспех? Не се притеснявайте, просто давайте на процеса повече време. В резултат на това една кутия от царевично нишесте най-вероятно ще ви отведе от една до две чаши вода. Забележка: веществото придобива по-голяма плътност, когато добавите повече прах към него.
• Изсипете полученото вещество в тиган или тава. Погледнете внимателно нейната необичайна последователност, докато "твърдата" течност се излива. Размесете веществото около кръга с показалеца - първо бавно, а след това по-бързо и по-бързо, докато не получите удивителна ненеутонова течност.

експерименти

Що се отнася до научните знания и просто за забавление, можете да опитате следните експерименти:

• Плъзнете пръста си по повърхността на получения съсирек. Забелязали ли сте нещо?
• Потопете цялата ръка в мистериозно вещество и се опитайте да го изцедите с пръсти и да го издърпате от контейнера.
• Опитайте да превъртите веществото в дланите, за да направите топка.
• Можете дори да удряте дланта си с цялата си сила. Настоящите зрители със сигурност ще се разпръснат настрани, очаквайки, че сега са поръсени с разтвор на нишесте, но необичайната субстанция ще остане в контейнера. (Ако, разбира се, не съжалявахте нишестето.)
• Спектакълният експеримент предлага видеобологове. За него ще ви е необходима музикална колона, която трябва внимателно да се покрие с плътен хранителен филм на няколко слоя. Налейте разтвора върху лентата и включете музиката при висока сила на звука. Ще можете да наблюдавате зашеметяващите визуални ефекти само при прилагането на тази уникална композиция.

Ако провеждате експеримент в лабораторията пред студенти или студенти, попитайте ги защо ненеутоновата течност се държи по този начин. По каква причина изглежда като солидно тяло, ако го стиснете в ръката си, но тека като сироп, ако разкопчаете пръстите си? В края на дискусията можете да опаковате съсирек в голяма пластмасова торба с цип, за да я запазите до следващия път. Той ще бъде полезен за демонстриране на свойствата на окачването.

Тайната на материята

Защо в някои случаи колоидният разтвор на нишесте се държи като твърдо тяло, а в други като течност? Всъщност създадохте истинска ненеутонова течност - вещество, което отхвърля закона за вискозитета.

Нютон смята, че вискозитетът на веществото се променя само поради повишаване или понижаване на температурата. Например моторното масло тече лесно при нагряване и придобива специална плътност при охлаждане. Строго погледнато, не-Нютоновите флуиди също се подчиняват на този физически закон, но техният вискозитет също може да бъде променен чрез прилагане на сила или натиск. Когато изстискате колоиден съсирек в ръката си, плътността му се увеличава значително и (дори временно) изглежда да се превърне в твърдо тяло. Когато разделиш юмрука си, колоидната течност тече като нормална течност.

Какво трябва да имате предвид

Иронията е, че е невъзможно да се смеси нишестето с вода завинаги, защото в резултат на експеримента получавате нееднородно вещество и спиране. С течение на времето частиците на праха се отлепват от молекулите на водата и се събират в твърда бучка на дъното на вашата пластмасова торбичка. Именно поради тази причина, че такъв не-Нютонов флуид за незабавно запушват канализационни тръби, ако просто вземете и да го излее в мивката. В никакъв случай не го излейте в канала - по-добре го опаковайте в торба и просто го хвърлете в улея за боклук.