Що таке неньютоновская рідина? Приклади і експерименти

Що таке неньютонівські рідини? Приклади напевно можна виявити навіть у вас в холодильнику, однак найбільш очевидним зразком наукового дива вважається сипучий пісок - текучий і твердий одночасно завдяки зваженим (суспендованих) часткам.

Про в`язкості

сер Ісаак Ньютон стверджував, що в`язкість, або резистентність рідини до течії, залежить від температури. Так, наприклад, вода може перетворитися в лід і назад саме під впливом нагрівають або охолоджують елементів. Однак деякі субстанції, що існують в світі, змінюють в`язкість внаслідок застосування сили, а не зміни температури. Цікаво, що до неньютонівська рідина зараховують повсюдно застосовується томатний соус, який стає рідині за умови тривалого розмішування. Вершки ж, навпаки, загустевают при збиванні. Цим речовинам не важлива температура - в`язкість неньютоновскіх рідин змінюється через фізичного впливу.

експеримент

Для тих, хто цікавиться питаннями прикладної науки або просто бажає вразити своїх гостей і друзів неймовірно простим і в той же час приголомшливо захоплюючим науковим експериментом, створений спеціальний рецепт колоїдного крохмального розчину. Справжня неньютоновская рідина, своїми руками зроблена буквально з двох звичайних кулінарних інгредієнтів, вразить своєю консистенцією і школярів, і студентів. Вам знадобиться тільки крохмаль і чиста вода, а в підсумку вийде унікальна речовина, що є одночасно і рідиною, і твердим тілом.

рецепт

• Висипати приблизно чверть упаковки кукурудзяного крохмалю в чисту миску і повільно влийте приблизно півсклянки води. Перешкодьте. Іноді зручніше готувати колоїдний крохмальний розчин прямо руками.
• Продовжуйте додавати крохмаль і воду невеликими порціями до тих пір, поки у вас не вийде субстанція, за консистенцією нагадує мед. Це майбутня неньютоновская рідина. Як зробити її однорідною, якщо всі спроби рівномірного розмішування закінчуються провалом? Чи не беспокойтесь- просто приділіть процесу побільше часу. У підсумку на одну упаковку кукурудзяного крохмалю у вас, швидше за все, піде від одного до двох склянок води. Зверніть увагу: речовина набуває велику щільність у міру того, як ви додаєте в нього все більше порошку.
• Вилийте отриману субстанцію в сковорідку або форму для випічки. Придивіться до її незвичайної консистенції, поки "тверда" рідина ллється вниз. Перемішайте речовина по колу вказівним пальцем - спочатку повільно, потім все швидше і швидше, поки у вас не вийде дивовижна неньютоновская рідина.

Відео: неньютонівська рідина - ЕКСПЕРИМЕНТ слоу МО. Я ходжу по воді!

досліди

Як з метою наукового пізнання, так і просто заради розваги, можна спробувати провести наступні досліди:

• Проведіть пальцем по поверхні отриманого згустку. Чи помітили ви що-небудь?
• Занурте всю кисть руки в загадкову речовину і спробуйте стиснути його пальцями і витягнути назовні з контейнера.
• Спробуйте покатати субстанцію в долонях, щоб зліпити кульку.
• Можна навіть з усією сили грюкнути по потоку долонею. Присутні глядачі напевно розбіжаться в сторони, чекаючи, що їх зараз оббризкала крохмальним розчином, однак незвичайне речовина залишиться в контейнері. (Якщо, зрозуміло, ви не пошкодували крохмалю.)
• Видовищний експеримент пропонують відеоблогери. Для нього вам знадобиться музична колонка, яку слід акуратно обтягнути щільною харчовою плівкою в кілька шарів. Вилийте розчин на плівку і включіть музику на великій гучності. Ви зможете спостерігати приголомшливі візуальні ефекти, можливі тільки при застосуванні цього унікального складу.

Відео: Експерименти з неньютоновской рідиною

Якщо ви проводите експеримент в лабораторії перед школярами або студентами, запитайте їх, чому неньютоновская рідина поводиться саме таким чином. З якої причини вона здається твердим тілом, якщо стиснути її в руці, але при цьому тече, як сироп, якщо розтиснути пальці? Після закінчення дискусії можна упакувати згусток в великий пластиковий пакет із застібкою-блискавкою, щоб зберегти його до наступного разу. Він стане в нагоді вам для демонстрації властивостей суспензії.

таємниця речовини

Чому в одних випадках колоїдний крохмальний розчин поводиться як тверде тіло, а в інших - як рідина? Насправді вами була створена справжня неньютоновская рідина - речовина, якою відхилено закон в`язкості.

Відео: неньютонівської рідина - фізичні досліди

Ньютон вважав, що в`язкість речовини змінюється тільки внаслідок підвищення або зниження температури. Наприклад, моторне масло легко тече при нагріванні і набуває особливої густоту при охолодженні. Строго кажучи, неньютонівські рідини теж підкоряються цьому фізичному закону, але при цьому їх в`язкість можна змінити і шляхом застосування сили або тиску. Коли ви стискаєте колоїдний згусток в руці, його щільність істотно збільшується, і (нехай навіть тимчасово) він начебто перетворюється в тверде тіло. Коли ви розтискати кулак, колоїдний розчин тече як звичайна рідина.

Що потрібно мати на увазі

Іронія полягає в тому, що неможливо змішати крохмаль з водою назавжди, так як в результаті експерименту у вас виходить не однорідна речовина, а суспензія. Згодом частинки порошку відшаруються від молекул води і зберуться в твердий грудочку на дні вашого пластикового пакета. Саме з цієї причини подібна неньютоновская рідина миттєво засмічує каналізаційні труби, якщо просто взяти і вилити її в раковину. Ні в якому разі не виливайте її в водостік - краще упакуйте в пакет і просто викиньте в сміттєпровід.