Hva er ikke-newtonske væsker? Eksempler kan sikkert finnes selv i kjøleskapet ditt, men kvikksand regnes som det mest åpenbare eksemplet på et vitenskapelig mirakel - flytende og fast på samme tid på grunn av suspenderte (suspenderte) partikler.
Om viskositet
Sir Isaac Newton hevdet at viskositeten, eller motstanden til en væske til å strømme, avhenger av temperaturen. Så, for eksempel, kan vann bli til is og omvendt nettopp under påvirkning av varme- eller kjøleelementer. Imidlertid endrer noen stoffer som finnes i verden viskositet på grunn av kraftpåføring, og ikke på grunn av temperaturendring. Interessant nok regnes den ofte brukte tomatsausen, som blir tynnere ved langvarig omrøring, som en ikke-newtonsk væske. Fløte derimot tykner når den piskes. Temperaturen er ikke viktig for disse stoffene – viskositeten til ikke-newtonske væsker endres på grunn av fysisk påvirkning.
Eksperiment
For de som er interessert i anvendt vitenskap eller bare vilfor å forbløffe gjestene og vennene dine med et utrolig enkelt og samtidig utrolig fascinerende vitenskapelig eksperiment, er det laget en spesiell oppskrift på en kolloidal stivelsesløsning. En ekte ikke-newtonsk væske, laget med bokstavelig t alt to vanlige kulinariske ingredienser, vil forbløffe både skolebarn og studenter med sin konsistens. Alt du trenger er stivelse og rent vann, og resultatet er et unikt stoff som er både flytende og fast.
Oppskrift
- Hell omtrent en kvart pakke maisstivelse i en ren bolle og tilsett sakte et halvt glass vann. Gripe inn. Noen ganger er det mer praktisk å tilberede en kolloidal stivelsesløsning direkte med hendene.
- Fortsett å tilsette stivelse og vann i små porsjoner til du har en honningaktig konsistens. Dette er den fremtidige ikke-newtonske væsken. Hvordan gjøre det homogent hvis alle forsøk på å røre jevnt ender i feil? Ikke bekymre deg; bare gi prosessen mer tid. Som et resultat, for en pakke maisstivelse, vil du mest sannsynlig trenge ett til to glass vann. Vær oppmerksom på at stoffet blir tettere etter hvert som du tilsetter mer pulver.
- Hell det resulterende stoffet i en stekepanne eller bakebolle. Se nøye på dens uvanlige konsistens når den "faste" væsken renner ned. Rør stoffet i en sirkel med pekefingeren - først sakte, deretter raskere og raskereraskere til du har en fantastisk ikke-newtonsk væske.
Eksperimenter
Både for vitenskapelig kunnskap, og bare for moro skyld, kan du prøve følgende eksperimenter:
- Skyv fingeren over overflaten av den resulterende koagel. La du merke til noe?
- Sett hele hånden ned i den mystiske substansen og prøv å klem den med fingrene og trekk den ut av beholderen.
- Prøv å rulle stoffet mellom håndflatene for å danne en ball.
- Du kan til og med slå blodproppen med håndflaten med all din makt. De tilstedeværende tilskuerne vil trolig spre seg til siden og forvente å bli sprayet med en stivelsesløsning, men det uvanlige stoffet vil forbli i beholderen. (Med mindre du selvfølgelig sparte på stivelsen.)
- Et spektakulært eksperiment tilbys av videobloggere. For ham trenger du en musikksøyle, som bør dekkes forsiktig med tykk matfilm i flere lag. Hell løsningen på filmen og slå på musikken på høyt volum. Du vil kunne oppleve fantastiske visuelle effekter som bare er mulig med denne unike blandingen.
Hvis du gjør et eksperiment i et laboratorium foran skolebarn eller studenter, spør dem hvorfor en ikke-newtonsk væske oppfører seg slik den gjør. Hvorfor virker det solid når det klemmes i hånden, men flyter som sirup når fingrene er ubundne? På slutten av diskusjonen kan du pakke klumpen i en stor plastpose med glidelås for å redde den.til neste gang. Det vil være nyttig for deg å demonstrere egenskapene til suspensjonen.
Mystery of substans
Hvorfor oppfører en kolloidal stivelsesløsning seg som et fast stoff i noen tilfeller, og som en væske i andre? Faktisk har du skapt en ekte ikke-newtonsk væske - et stoff som trosser viskositetsloven.
Newton mente at viskositeten til et stoff endres kun på grunn av en økning eller reduksjon i temperatur. For eksempel flyter motorolje lett når den varmes opp og tykner når den avkjøles. Strengt tatt overholder ikke-newtonske væsker også denne fysiske loven, men deres viskositet kan også endres ved å påføre kraft eller trykk. Når du klemmer en kolloidal blodpropp i hånden, øker dens tetthet betydelig, og (selv om den er midlertidig) ser den ut til å bli et fast stoff. Når du åpner knyttneven, flyter den kolloidale løsningen som en vanlig væske.
Ting å huske på
Ironien er at det er umulig å blande stivelse med vann for alltid, fordi man som et resultat av forsøket ikke får et homogent stoff, men en suspensjon. Over tid vil pulverpartiklene skille seg fra vannmolekylene og danne en hard klump i bunnen av plastposen din. Det er av denne grunn at en slik ikke-newtonsk væske umiddelbart tetter kloakkrør, hvis du bare tar den og heller den ned i vasken. Ikke i noe tilfelle hell det i avløpet - det er bedre å pakke det i en pose og bare kaste det innsøppelsjakt.
