Wat zijn niet-Newtonse vloeistoffen? Voorbeelden zijn zeker zelfs in uw koelkast te vinden, maar drijfzand wordt beschouwd als het meest voor de hand liggende voorbeeld van een wetenschappelijk wonder - vloeibaar en vast tegelijk vanwege zwevende (zwevende) deeltjes.
Over viscositeit
Sir Isaac Newton voerde aan dat de viscositeit, of weerstand van een vloeistof om te stromen, afhangt van de temperatuur. Zo kan water bijvoorbeeld onder invloed van verwarmings- of koelelementen in ijs veranderen en vice versa. Sommige stoffen die in de wereld voorkomen, veranderen echter de viscositeit door het uitoefenen van kracht, en niet door een verandering in temperatuur. Interessant is dat de veelgebruikte tomatensaus, die dunner wordt bij langdurig roeren, wordt beschouwd als een niet-Newtoniaanse vloeistof. Room daarentegen wordt dikker als het wordt opgeklopt. Temperatuur is niet belangrijk voor deze stoffen - de viscositeit van niet-Newtoniaanse vloeistoffen verandert door fysieke impact.
Experiment
Voor degenen die geïnteresseerd zijn in toegepaste wetenschap of gewoon willenom uw gasten en vrienden te verbazen met een ongelooflijk eenvoudig en tegelijkertijd verbazingwekkend fascinerend wetenschappelijk experiment, is een speciaal recept voor een colloïdale zetmeeloplossing gecreëerd. Een echte niet-Newtoniaanse vloeistof, gemaakt met letterlijk twee gewone culinaire ingrediënten, zal zowel schoolkinderen als studenten verbazen met zijn consistentie. Het enige wat je nodig hebt is zetmeel en zuiver water, en het resultaat is een unieke substantie die zowel vloeibaar als vast is.
Recept
- Giet ongeveer een kwart van een pakje maizena in een schone kom en voeg langzaam ongeveer een half glas water toe. Ingrijpen. Soms is het handiger om een colloïdale zetmeeloplossing direct met je handen te bereiden.
- Blijf zetmeel en water in kleine porties toevoegen tot je een honingachtige consistentie hebt. Dit is de toekomstige niet-Newtoniaanse vloeistof. Hoe maak je het homogeen als alle pogingen om gelijkmatig te roeren op een mislukking uitlopen? Maak je geen zorgen; geef het proces gewoon meer tijd. Als gevolg hiervan heb je voor één pakje maizena hoogstwaarschijnlijk een tot twee glazen water nodig. Houd er rekening mee dat de substantie dichter wordt naarmate u er meer poeder aan toevoegt.
- Giet de resulterende substantie in een koekenpan of ovenschaal. Kijk goed naar de ongebruikelijke consistentie terwijl de "vaste" vloeistof naar beneden stroomt. Roer de substantie in een cirkel met je wijsvinger - eerst langzaam, dan sneller en snellersneller totdat je een verbazingwekkende niet-Newtoniaanse vloeistof hebt.
Experimenten
Zowel voor wetenschappelijke kennis als voor de lol kun je de volgende experimenten proberen:
- Schuif met uw vinger over het oppervlak van het resulterende stolsel. Is je iets opgevallen?
- Dompel je hele hand onder in de mysterieuze substantie en probeer er met je vingers in te knijpen en uit de container te trekken.
- Probeer de substantie tussen je handpalmen te rollen om een bal te vormen.
- Je kunt zelfs met al je kracht op de prop met je handpalm slaan. De aanwezige toeschouwers zullen zich waarschijnlijk opzij verspreiden, in de verwachting bespoten te worden met een zetmeeloplossing, maar de ongebruikelijke stof blijft in de container. (Tenzij je natuurlijk het zetmeel hebt gespaard.)
- Een spectaculair experiment wordt aangeboden door videobloggers. Voor hem heb je een muziekkolom nodig, die zorgvuldig moet worden bedekt met dikke huishoudfolie in verschillende lagen. Giet de oplossing op de film en zet de muziek op hoog volume aan. Je zult in staat zijn om verbluffende visuele effecten te ervaren die alleen mogelijk zijn met deze unieke samenstelling.
Als je een experiment doet in een laboratorium in het bijzijn van schoolkinderen of studenten, vraag hen dan waarom een niet-Newtoniaanse vloeistof zich gedraagt zoals hij doet. Waarom lijkt het stevig als het in de hand wordt geperst, maar vloeit het als siroop als de vingers worden losgemaakt? Aan het einde van het gesprek kun je het stolsel in een grote plastic zak met ritssluiting stoppen om het te bewaren.tot de volgende keer. Het is nuttig voor u om de eigenschappen van de ophanging te demonstreren.
Mysterie van de stof
Waarom gedraagt een colloïdale zetmeeloplossing zich in sommige gevallen als een vaste stof en in andere als een vloeistof? In feite heb je een echte niet-Newtoniaanse vloeistof gecreëerd - een stof die de wet van viscositeit tart.
Newton geloofde dat de viscositeit van een stof alleen verandert als de temperatuur stijgt of da alt. Motorolie stroomt bijvoorbeeld gemakkelijk bij verhitting en wordt dikker bij afkoeling. Strikt genomen gehoorzamen niet-Newtonse vloeistoffen ook aan deze natuurkundige wet, maar hun viscositeit kan ook worden veranderd door kracht of druk uit te oefenen. Wanneer je een colloïdaal stolsel in je hand knijpt, neemt de dichtheid aanzienlijk toe en (zelfs als het tijdelijk is) lijkt het in een vaste stof te veranderen. Als je je vuist opent, stroomt de colloïdale oplossing als een normale vloeistof.
Dingen om in gedachten te houden
De ironie is dat het onmogelijk is om zetmeel voor altijd met water te mengen, omdat je als resultaat van het experiment geen homogene substantie krijgt, maar een suspensie. Na verloop van tijd zullen de poederdeeltjes zich scheiden van de watermoleculen en een harde klont vormen op de bodem van uw plastic zak. Het is om deze reden dat zo'n niet-Newtoniaanse vloeistof rioolbuizen onmiddellijk verstopt, als je het gewoon neemt en in de gootsteen giet. Giet het in geen geval in de afvoer - het is beter om het in een zak te verpakken en er gewoon in te gooienvuilstortkoker.
