Vad är icke-newtonska vätskor? Du kan säkert hitta exempel även i ditt kylskåp, men kvicksand anses vara det mest uppenbara exemplet på ett vetenskapligt mirakel - flytande och fast samtidigt på grund av suspenderade (suspenderade) partiklar.
Om viskositet
Sir Isaac Newton hävdade att viskositeten, eller motståndet hos en vätska att strömma, beror på temperaturen. Så till exempel kan vatten förvandlas till is och vice versa just under påverkan av värme- eller kylelement. Vissa ämnen som finns i världen ändrar dock viskositeten på grund av kraftanvändning och inte på grund av en temperaturförändring. Intressant nog anses den vanliga tomatsåsen, som blir tunnare vid långvarig omrörning, vara en icke-Newtonsk vätska. Grädde däremot tjocknar när den vispas. Temperaturen är inte viktig för dessa ämnen - viskositeten hos icke-newtonska vätskor förändras på grund av fysisk påverkan.
Experiment
För dig som är intresserad av tillämpad vetenskap eller bara villför att förvåna dina gäster och vänner med ett otroligt enkelt och samtidigt otroligt fascinerande vetenskapligt experiment, har ett speciellt recept på en kolloidal stärkelselösning skapats. En riktig icke-Newtonsk vätska, gjord av bokstavligen två vanliga kulinariska ingredienser, kommer att förvåna både skolbarn och elever med sin konsistens. Allt du behöver är stärkelse och rent vatten, och resultatet är ett unikt ämne som är både flytande och fast.
Recept
- Häll ungefär en fjärdedel av ett paket majsstärkelse i en ren skål och tillsätt långsamt ungefär ett halvt glas vatten. Ingripa. Ibland är det bekvämare att förbereda en kolloidal stärkelselösning direkt med händerna.
- Fortsätt att tillsätta stärkelse och vatten i små portioner tills du har en honungsliknande konsistens. Detta är den framtida icke-newtonska vätskan. Hur gör man det homogent om alla försök att röra jämnt slutar i misslyckande? Oroa dig inte; ge bara processen mer tid. Som ett resultat, för ett paket majsstärkelse, kommer du sannolikt att behöva ett till två glas vatten. Observera att ämnet blir tätare när du tillsätter mer pulver till det.
- Häll det resulterande ämnet i en långpanna eller ugnsform. Titta noga på dess ovanliga konsistens när den "fasta" vätskan rinner ner. Rör om ämnet i en cirkel med pekfingret - först långsamt, sedan snabbare och snabbaresnabbare tills du har en fantastisk icke-Newtonsk vätska.
Experiment
Både i vetenskapligt syfte och bara för skojs skull kan du prova följande experiment:
- Skjut fingret över ytan av den resulterande koageln. Märkte du något?
- Sänk hela handen i den mystiska substansen och försök att klämma den med fingrarna och dra ut den ur behållaren.
- Försök att rulla ämnet mellan handflatorna för att bilda en boll.
- Du kan till och med slå blodproppen med handflatan med all din kraft. De närvarande åskådarna kommer troligen att spridas åt sidan och förväntar sig att bli sprayade med en stärkelselösning, men det ovanliga ämnet kommer att finnas kvar i behållaren. (Om du inte sparat stärkelsen förstås.)
- Ett spektakulärt experiment erbjuds av videobloggare. För honom behöver du en musikkolonn, som noggrant bör täckas med tjock matfilm i flera lager. Häll lösningen på filmen och sätt på musiken på hög volym. Du kommer att kunna uppleva fantastiska visuella effekter endast möjliga med denna unika blandning.
Om du gör ett experiment i ett labb inför skolbarn eller elever, fråga dem varför en icke-Newtonsk vätska beter sig som den gör. Varför verkar det fast när det kläms i handen, men flyter ändå som sirap när fingrarna är obundna? I slutet av diskussionen kan du packa proppet i en stor plastpåse med dragkedja för att rädda den.tills nästa gång. Det kommer att vara användbart för dig att visa upphängningens egenskaper.
Mystery of substans
Varför beter sig en kolloidal stärkelselösning som ett fast ämne i vissa fall och som en vätska i andra? Faktum är att du har skapat en riktig icke-Newtonsk vätska - ett ämne som trotsar viskositetslagen.
Newton trodde att ett ämnes viskositet ändras endast på grund av en ökning eller minskning av temperaturen. Till exempel flyter motorolja lätt när den värms upp och tjocknar när den kyls. Strängt taget lyder även icke-newtonska vätskor denna fysiska lag, men deras viskositet kan också ändras genom att applicera kraft eller tryck. När du klämmer en kolloidal propp i handen ökar dess densitet avsevärt och (även om det är tillfälligt) verkar det förvandlas till ett fast ämne. När du öppnar näven flyter den kolloidala lösningen som en vanlig vätska.
Saker att tänka på
Ironin är att det är omöjligt att blanda stärkelse med vatten för alltid, för som ett resultat av experimentet får man inte en homogen substans, utan en suspension. Med tiden kommer pulverpartiklarna att separeras från vattenmolekylerna och bilda en hård klump i botten av din plastpåse. Det är av denna anledning som en sådan icke-Newtonsk vätska omedelbart täpper till avloppsrör, om du bara tar den och häller den i diskbänken. Häll inte i något fall i avloppet - det är bättre att packa det i en påse och bara slänga detsopnedkast.
