Hvad er ikke-newtonske væsker? Eksempler kan helt sikkert findes selv i dit køleskab, men kviksand betragtes som det mest oplagte eksempel på et videnskabeligt mirakel - flydende og fast på samme tid på grund af suspenderede (suspenderede) partikler.
Om viskositet
Sir Isaac Newton hævdede, at viskositeten eller modstanden af en væske til at strømme, afhænger af temperaturen. Så for eksempel kan vand blive til is og omvendt netop under påvirkning af varme- eller køleelementer. Nogle stoffer, der findes i verden, ændrer dog viskositeten på grund af kraftanvendelse og ikke på grund af en temperaturændring. Interessant nok betragtes den almindeligt anvendte tomatsauce, som bliver tyndere ved langvarig omrøring, som en ikke-newtonsk væske. Fløde bliver derimod tykkere, når den piskes. Temperaturen er ikke vigtig for disse stoffer - viskositeten af ikke-newtonske væsker ændres på grund af fysisk påvirkning.
Eksperiment
For dem, der er interesseret i anvendt videnskab eller bare vilfor at forbløffe dine gæster og venner med et utroligt simpelt og samtidig utroligt fascinerende videnskabeligt eksperiment, er der lavet en speciel opskrift på en kolloid stivelsesopløsning. En ægte ikke-newtonsk væske, lavet med bogstaveligt t alt to almindelige kulinariske ingredienser, vil forbløffe både skolebørn og elever med sin konsistens. Alt hvad du behøver er stivelse og rent vand, og resultatet er et unikt stof, der både er flydende og fast.
Opskrift
- Hæld cirka en fjerdedel af en pakke majsstivelse i en ren skål og tilsæt langsomt cirka et halvt glas vand. Intervenere. Nogle gange er det mere bekvemt at tilberede en kolloid stivelsesopløsning direkte med dine hænder.
- Fortsæt med at tilføje stivelse og vand i små portioner, indtil du har en honninglignende konsistens. Dette er den fremtidige ikke-newtonske væske. Hvordan gør man det homogent, hvis alle forsøg på at røre jævnt ender i fiasko? Vær ikke urolig; bare giv processen mere tid. Som et resultat, for en pakke majsstivelse, vil du højst sandsynligt have brug for et til to glas vand. Bemærk venligst, at stoffet bliver mere tæt, når du tilføjer mere pulver til det.
- Hæld det resulterende stof i en bradepande eller bradepande. Se nøje på dens usædvanlige konsistens, når den "faste" væske hælder ned. Rør stoffet i en cirkel med pegefingeren – først langsomt, så hurtigere og hurtigerehurtigere, indtil du har en fantastisk ikke-newtonsk væske.
Eksperimenter
Både med henblik på videnskabelig viden, og bare for sjov, kan du prøve følgende eksperimenter:
- Skub fingeren over overfladen af den resulterende koagel. Lagde du mærke til noget?
- Sænk hele din hånd ned i det mystiske stof, og prøv at klemme det med fingrene og trække det ud af beholderen.
- Prøv at rulle stoffet mellem dine håndflader for at danne en kugle.
- Du kan endda slå blodproppen med din håndflade med al din magt. De tilstedeværende tilskuere vil formentlig sprede sig til siden og forvente at blive sprøjtet med en stivelsesopløsning, men det usædvanlige stof forbliver i beholderen. (Medmindre du selvfølgelig skånede stivelsen.)
- Et spektakulært eksperiment tilbydes af videobloggere. Til ham har du brug for en musiksøjle, som omhyggeligt skal dækkes med tyk husholdningsfilm i flere lag. Hæld opløsningen på filmen og tænd for musikken ved høj lydstyrke. Du vil være i stand til at opleve fantastiske visuelle effekter, som kun er mulige med denne unikke forbindelse.
Hvis du laver et eksperiment i et laboratorium foran skolebørn eller studerende, så spørg dem, hvorfor en ikke-newtonsk væske opfører sig, som den gør. Hvorfor virker det solidt, når det klemmes i hånden, men flyder som sirup, når fingrene er ubundne? I slutningen af diskussionen kan du pakke koaguleret i en stor plastikpose med lynlås for at redde den.indtil næste gang. Det vil være nyttigt for dig at demonstrere ophængets egenskaber.
Mystery of substans
Hvorfor opfører en kolloid stivelsesopløsning sig som et fast stof i nogle tilfælde og som en væske i andre? Faktisk har du skabt en ægte ikke-newtonsk væske - et stof, der trodser viskositetsloven.
Newton mente, at et stofs viskositet kun ændres på grund af en stigning eller et fald i temperaturen. For eksempel flyder motorolie let, når den opvarmes og tykner, når den afkøles. Strengt taget overholder ikke-newtonske væsker også denne fysiske lov, men deres viskositet kan også ændres ved at påføre kraft eller tryk. Når du klemmer en kolloid koagel i hånden, øges dens tæthed betydeligt, og (selv om den er midlertidig) ser den ud til at blive til et fast stof. Når du åbner din knytnæve, flyder den kolloide opløsning som en normal væske.
Ting at huske på
Ironien er, at det er umuligt at blande stivelse med vand for evigt, fordi man som resultat af forsøget ikke får et homogent stof, men en suspension. Med tiden vil pulverpartiklerne skilles fra vandmolekylerne og danne en hård klump i bunden af din plastikpose. Det er af denne grund, at sådan en ikke-newtonsk væske øjeblikkeligt tilstopper kloakrør, hvis du bare tager den og hælder den ned i vasken. Hæld det under ingen omstændigheder i afløbet - det er bedre at pakke det i en pose og bare smide det iskraldeskakt.
