Ce este un lichid non-newtonian? Exemple și experimente

Ce sunt fluidele non-newtoniene? Exemple de siguranță pot fi găsite chiar și în frigider, dar este considerat cel mai evident exemplu de miracol științific nisipuri mișcătoare - lichid și solid în același timp datorită particulelor suspendate (suspendate).

Pe vâscozitate

domn Isaac Newton a susținut că vâscozitatea sau rezistența la curgere a fluidului depinde de temperatură. De exemplu, apa poate deveni gheață și invers sub influența elementelor de încălzire sau de răcire. Cu toate acestea, unele dintre substanțele existente în lume schimbă vâscozitatea datorită utilizării forței, mai degrabă decât o modificare a temperaturii. Interesant este faptul că fluidele non-newtoniene includ sosul de roșii utilizat în mod obișnuit, care devine lichefiat cu agitare prelungită. Crema, dimpotrivă, se îngroațește când este biciuită. Aceste substanțe nu au o temperatură importantă - vâscozitatea fluidelor non-newtoniene variază datorită efectelor fizice.

experiment

Pentru cei care sunt interesați de știința aplicată sau doresc doar să-și impresioneze oaspeții și prietenii cu un experiment științific incredibil de simplu și, în același timp, extraordinar de fascinant, a fost creată o rețetă specială pentru soluția de amidon coloidal. Un lichid adevărat non-newtonian făcut cu mâinile sale, literalmente din două ingrediente culinare obișnuite, va uimi studenții și studenții cu consecvența sa. Veți avea nevoie doar de amidon și apă pură și, ca rezultat, veți obține o substanță unică, care este atât lichidă cât și solidă.

rețetă

• Se presară un sfert din pachetul de amidon din porumb într-un castron curat și se toarnă lent în aproximativ o jumătate de cești de apă. Se amestecă. Uneori este mai convenabil să preparați direct o soluție de amidon coloidal cu mâinile.
• Continuați să adăugați amidon și apă în porții mici până când aveți o substanță care seamănă cu mierea într-o consistență. Acesta este un viitor lichid non-newtonian. Cum se face omogen dacă toate încercările de amestecare uniformă se termină în eșec? Nu vă faceți griji, dați procesului mai mult timp. Ca rezultat, o cutie de amidon de porumb vă va duce cel mai probabil de la una la două pahare de apă. Notă: substanța dobândește o densitate mai mare pe măsură ce adăugați mai multă pulbere în ea.
• Se toarnă substanța care rezultă într-o tigaie sau un vas de coacere. Priviți cu atenție consistența sa neobișnuită, în timp ce lichidul "solid" se toarnă. Se amestecă substanța în jurul cercului cu degetul arătător - la început încet, apoi mai rapid și mai rapid până când veți obține un uimitor fluid non-newtonian.

experimente

În ceea ce privește cunoștințele științifice și doar pentru distracție, puteți încerca următoarele experimente:

• Glisați degetul peste suprafața cheagului rezultat. Ai observat ceva?
• Împingeți întreaga mână într-o substanță misterioasă și încercați să o stoarceți cu degetele și să o scoateți din recipient.
• Încercați să rulați substanța în palme pentru a face o minge.
• Puteți chiar să vă loviți palma cu toată puterea. Oaspeții prezenți se vor risipi cu siguranță în lateral, așteptând că acum sunt stropiți cu soluție de amidon, dar substanța neobișnuită va rămâne în recipient. (Dacă, desigur, nu ați regreta amidonul.)
• Experimentul spectaculos oferă videoblog-urilor. Pentru el veți avea nevoie de o coloană muzicală, care trebuie acoperită cu atenție cu un strat alimentar dens în mai multe straturi. Turnați soluția pe bandă și porniți muzica la un volum mare. Veți putea observa efectele vizuale uimitoare posibile numai cu aplicarea acestei compoziții unice.

Dacă desfășurați un experiment în laborator în fața studenților sau elevilor, întrebați-i de ce se comportă în acest fel lichidul non-newtonian. Din ce motiv pare a fi un corp solid, dacă îl strângeți în mână, dar curge ca un sirop dacă vă desfaceți degetele? La sfârșitul discuției, puteți împacheta un cheag într-o pungă de plastic mare, cu fermoar, pentru ao salva până la următoarea dată. Acesta va fi util pentru demonstrarea proprietăților suspensiei.

Misterul materiei

De ce, în unele cazuri, soluția de amidon coloidal se comportă ca un corp solid, iar în altele ca un lichid? De fapt, ați creat un fluid real non-newtonian - o substanță care respinge legea vâscozității.

Newton credea că vâscozitatea unei substanțe se modifică numai din cauza unei creșteri sau scăderi a temperaturii. De exemplu, uleiul de motor curge cu ușurință atunci când este încălzit și obține o densitate specială atunci când este răcit. Strict vorbind, fluidele non-newtoniene respectă și această lege fizică, dar vâscozitatea lor poate fi schimbată și prin aplicarea forței sau a presiunii. Când stoarceți un cheag de coloid în mână, densitatea crește substanțial și (chiar și temporar) pare să se transforme într-un corp solid. Când vă desfaceți pumnul, fluidul coloidal curge ca un lichid normal.

Ce trebuie să aveți în minte

Ironia este că este imposibil să amestecăm amidonul cu apă pentru totdeauna, deoarece, ca rezultat al experimentului, veți obține o substanță neuniformă și o suspendare. De-a lungul timpului, particulele de pulbere se vor desprinde de moleculele de apă și se vor aduna într-o bucată tare pe fundul pungii de plastic. Din acest motiv, un lichid similar non-newtonian înfundă instantaneu conductele de canalizare, dacă îl luați și îl vărsați în chiuvetă. În nici un caz nu îl vărsați în scurgere - o împachetați mai bine într-o pungă și o aruncați în jgheabul de gunoi.