Wat is nie-Newtoniaanse vloeistowwe? Voorbeelde kan seker selfs in jou yskas gevind word, maar dryfsand word beskou as die mees ooglopende voorbeeld van 'n wetenskaplike wonderwerk - vloeibaar en solied terselfdertyd as gevolg van gesuspendeerde (gesuspendeerde) deeltjies.
Oor viskositeit
Sir Isaac Newton het aangevoer dat die viskositeit, of weerstand van 'n vloeistof om te vloei, afhang van temperatuur. So byvoorbeeld kan water in ys verander en omgekeerd juis onder die invloed van verhittings- of verkoelingselemente. Sommige stowwe wat in die wêreld bestaan, verander egter viskositeit as gevolg van die toepassing van krag, en nie weens 'n verandering in temperatuur nie. Interessant genoeg word die algemeen gebruikte tamatiesous, wat dunner word met langdurige roer, as 'n nie-Newtoniaanse vloeistof beskou. Room, aan die ander kant, verdik wanneer dit geklop word. Temperatuur is nie belangrik vir hierdie stowwe nie - die viskositeit van nie-Newtoniaanse vloeistowwe verander as gevolg van fisiese impak.
Eksperiment
Vir diegene wat in toegepaste wetenskap belangstel of net wilom jou gaste en vriende te verstom met 'n ongelooflike eenvoudige en terselfdertyd ongelooflik fassinerende wetenskaplike eksperiment, is 'n spesiale resep vir 'n kolloïdale styseloplossing geskep. 'n Regte nie-Newtoniaanse vloeistof, gemaak met letterlik twee gewone kulinêre bestanddele, sal skoolkinders en studente verbaas met sy konsekwentheid. Al wat jy nodig het is stysel en suiwer water, en die resultaat is 'n unieke stof wat beide 'n vloeistof en 'n vaste stof is.
Resep
- Gooi ongeveer 'n kwart van 'n pakkie mieliestysel in 'n skoon bak en voeg stadig ongeveer 'n halwe glas water by. Tree in. Soms is dit geriefliker om 'n kolloïdale styseloplossing direk met jou hande voor te berei.
- Hou aan om stysel en water in klein porsies by te voeg totdat jy 'n heuningagtige konsekwentheid het. Dit is die toekomstige nie-Newtoniaanse vloeistof. Hoe om dit homogeen te maak as alle pogings om eweredig te roer op mislukking uitloop? Moenie bekommerd wees nie; gee net die proses meer tyd. As gevolg hiervan, vir een pakkie mieliestysel, sal jy heel waarskynlik een tot twee glase water nodig hê. Neem asseblief kennis dat die stof digter word soos jy meer poeier daarby voeg.
- Gooi die resulterende stof in 'n braaipan of oondbak. Kyk mooi na sy ongewone konsekwentheid as die "vaste" vloeistof afloop. Roer die stof in 'n sirkel met jou wysvinger - eers stadig, dan vinniger en vinnigervinniger totdat jy 'n ongelooflike nie-Newtoniaanse vloeistof het.
Eksperimente
Beide vir die doeleindes van wetenskaplike kennis, en net vir die pret, kan jy die volgende eksperimente probeer:
- Gly jou vinger oor die oppervlak van die resulterende klont. Het jy iets opgemerk?
- Doel jou hele hand in die geheimsinnige stof en probeer dit met jou vingers druk en trek dit uit die houer.
- Probeer die stof tussen jou handpalms rol om 'n bal te vorm.
- Jy kan selfs die klont met jou palm met alle mag klap. Die teenwoordige toeskouers sal waarskynlik na die kant uitstrooi en verwag om met 'n styseloplossing gespuit te word, maar die ongewone stof sal in die houer bly. (Tensy jy natuurlik die stysel gespaar het.)
- 'n Skouspelagtige eksperiment word deur videobloggers aangebied. Vir hom het jy 'n musiekkolom nodig, wat versigtig met dik kleefplastiek in verskeie lae bedek moet word. Gooi die oplossing op die film en skakel die musiek teen hoë volume aan. Jy sal verbluffende visuele effekte kan ervaar slegs moontlik met hierdie unieke verbinding.
As jy 'n eksperiment in 'n laboratorium voor skoolkinders of studente doen, vra hulle hoekom 'n nie-Newtoniaanse vloeistof optree soos dit doen. Hoekom lyk dit solied as dit in die hand gedruk word, maar vloei soos stroop as die vingers nie vasgeklem is nie? Aan die einde van die bespreking kan jy die klont in 'n groot plastieksak met 'n ritssluiter pak om dit te stoor.tot volgende keer. Dit sal vir jou nuttig wees om die eienskappe van die suspensie te demonstreer.
Mystery of substans
Hoekom tree 'n kolloïdale styseloplossing in sommige gevalle soos 'n vaste stof op, en in ander soos 'n vloeistof? Trouens, jy het 'n regte nie-Newtoniaanse vloeistof geskep - 'n stof wat die wet van viskositeit trotseer.
Newton het geglo dat die viskositeit van 'n stof slegs verander as gevolg van 'n toename of afname in temperatuur. Enjinolie vloei byvoorbeeld maklik wanneer dit verhit word en verdik wanneer dit afgekoel word. Streng gesproke gehoorsaam nie-Newtoniaanse vloeistowwe ook hierdie fisiese wet, maar hul viskositeit kan ook verander word deur krag of druk toe te pas. Wanneer jy 'n kolloïdale klont in jou hand druk, neem die digtheid daarvan aansienlik toe, en (selfs al is dit tydelik) lyk dit of dit in 'n vaste stof verander. Wanneer jy jou vuis oopmaak, vloei die kolloïdale oplossing soos 'n gewone vloeistof.
Dinge om in gedagte te hou
Die ironie is dat dit onmoontlik is om vir altyd stysel met water te meng, want as gevolg van die eksperiment kry jy nie 'n homogene stof nie, maar 'n suspensie. Met verloop van tyd sal die poeierdeeltjies van die watermolekules skei en’n harde klont aan die onderkant van jou plastieksak vorm. Dit is om hierdie rede dat so 'n nie-Newtoniaanse vloeistof rioolpype onmiddellik verstop, as jy dit net vat en in die wasbak gooi. Moet dit in geen geval in die drein gooi nie - dit is beter om dit in 'n sak te pak en net in te gooivullisgoot.
