מהו נוזל לא ניוטוני? דוגמאות וניסויים

מה הם נוזלים שאינם ניוטוניים? דוגמאות בהחלט ניתן למצוא אפילו במקרר שלך, אבל הדוגמה הברורה ביותר של נס מדעי הוא חול טובעני - נוזל מוצק באותו זמן בשל חלקיקים מושעה (תלוי).

על הצמיגות

סר אייזיק ניוטון טען כי הצמיגות, אוההתנגדות של הנוזל לזרימה, תלוי בטמפרטורה. כך, למשל, מים יכולים להפוך לקרח ולהיפך בהשפעת חימום או קירור. עם זאת, חלק מהחומרים הקיימים בעולם לשנות את צמיגות עקב השימוש בכוח, ולא שינוי הטמפרטורה. מעניין, נוזלים שאינם ניוטוניים כוללים את רוטב עגבניות נפוץ, אשר הופך מעובה עם ערבוב ממושך. קרם, להיפך, להתעבות כאשר הצליף. חומרים אלה אינם טמפרטורה חשובה - צמיגות של נוזלים שאינם ניוטוניים משתנה עקב השפעות פיזיות.

ניסוי

עבור אלה המעוניינים להחילמדע או רק רוצה להרשים את האורחים והחברים עם פשוטה להפליא באותו זמן נהדר ניסוי מדעי מרתק, מתכון מיוחד לפתרון עמילן קולואיד נוצר. נוזל לא ניוטוני אמיתי שיוצר במו ידיו, ממש משני מרכיבים קולינריים רגילים, ידהים תלמידים וסטודנטים עם עקביות. אתה רק צריך עמילן ומים טהורים, וכתוצאה מכך תקבל חומר ייחודי שהוא גם נוזלי מוצק.

מתכון

• יוצקים כרבע מהחבילהתירס לתוך קערה נקייה ושופכים לאטו בכחצי כוס מים. מערבבים. לפעמים זה יותר נוח להכין פתרון עמילן קולואידלי ישירות עם הידיים.
• המשך הוספת עמילן ומים קטניםב חלקים עד שיש לך חומר הדומה דבש בעקביות. זהו נוזל לא ניוטוני בעתיד. איך לעשות את זה הומוגנית אם כל הניסיונות של ערבוב אחיד בכישלון? אל תדאג; רק לתת את התהליך יותר זמן. כתוצאה מכך, קופסה אחת של קורנפלור סביר להניח לקחת אותך מאחד עד שתי כוסות מים. הערה: החומר רוכש צפיפות גדולה יותר כמו שאתה מוסיף אבקה יותר אליו.
• יוצקים את החומר שנוצר לתוך מחבת אוטופס לאפייה. תסתכל מקרוב על עקביות יוצאת דופן, בעוד נוזל "מוצק" נופל למטה. לערבב את החומר סביב המעגל עם האצבע שלך - בהתחלה לאט, ואז מהר יותר ויותר עד שאתה מקבל נוזל מדהים ניוטונית.

חוויות

באשר למטרות הידע המדעי, ורק בשביל הכיף, תוכל לנסות את הניסויים הבאים:

• החלק את האצבע על פני השטח של קריש וכתוצאה מכך. שמעת משהו?
• לטבול את היד כולה בחומר מסתורי ולנסות לסחוט אותו עם האצבעות שלך ולמשוך אותו מתוך המיכל.
• נסה לגלגל את החומר בכפות הידיים כדי לעשות כדור.
• אתה יכול אפילו להכות את הכוח שלך עם כל הכוח שלךעם כף היד. הצופים הנוכחיים בוודאי יפזרו לצדדים, מצפה כי הם עכשיו מפוזרים פתרון עמילן, אבל החומר יוצא דופן יישארו במיכל. (אם, כמובן, לא התחרטת על עמילן).
• ניסוי מרהיב מציע videoblogers. עבורו אתה צריך טור מוסיקלי, אשר צריך להיות מכוסה בקפידה עם סרט מזון צפוף במספר שכבות. יוצקים את הפתרון על הקלטת ולהפעיל את המוסיקה בנפח גבוה. תוכלו לראות את אפקטים חזותיים מדהימים אפשרי רק עם היישום של הרכב ייחודי זה.

אם אתה ניסוי ניסוי במעבדה לפניתלמידי בית ספר או סטודנטים, שאלו אותם מדוע מתנהג הנוזל הלא ניוטוני בדרך זו. משום מה זה נראה כמו גוף מוצק, אם אתה לסחוט אותו ביד שלך, אבל זה זורם כמו סירופ אם unclench את האצבעות? בסוף הדיון, אתה יכול לארוז קריש בשקית ניילון גדולה עם רוכסן כדי לשמור אותו עד בפעם הבאה. זה יהיה שימושי עבור הוכחת מאפייני ההשעיה.

המסתורין של החומר

מדוע במקרים מסוימים עמילן קולואידליהפתרון מתנהג כמו מוצק, ובמקרים אחרים - כנוזל? למעשה, יצרת נוזל לא ניוטוני אמיתי - חומר שדוחה את חוק הצמיגות.

ניוטון האמין שהצמיגות של חומר משתנהרק בגלל עלייה או ירידה בטמפרטורה. לדוגמה, שמן המנוע זורם בקלות כאשר מחומם ורוכש צפיפות מיוחדת כאשר מקורר. במילים אחרות, נוזלים לא ניוטוניים גם לציית לחוק הפיזי הזה, אבל הצמיגות שלהם יכול גם להיות שונה על ידי הפעלת כוח או לחץ. כאשר אתה סוחט קריש קולואיד ביד שלך, צפיפות שלה עולה באופן משמעותי, (אפילו באופן זמני) נראה להפוך לגוף מוצק. כאשר אתה unclench האגרוף שלך, נוזל קולואידאלי זורם כמו נוזל רגיל.

מה שאתה צריך לזכור

האירוניה היא שאי אפשר לערבבעמילן עם מים לנצח, כי כתוצאה של הניסוי אתה מקבל חומר שאינו הומוגני, ואת ההשעיה. עם הזמן, חלקיקי אבקה יקלף מן מולקולות המים ולאסוף בתוך גוש קשה על החלק התחתון של שקית הפלסטיק שלך. מסיבה זו נוזל לא ניוטוני דומה מיד clogs צינורות הביוב, אם אתה פשוט לקחת אותו ושופכים אותו לכיור. בשום מקרה לא לשפוך אותו לתוך ניקוז - טוב יותר לארוז אותו בשקית פשוט לזרוק אותו לתוך המצנח אשפה.