Čo sú to nenewtonské tekutiny? Príklady sa určite dajú nájsť aj vo vašej chladničke, ale tekutý piesok sa považuje za najzrejmejší príklad vedeckého zázraku – tekutý a pevný zároveň vďaka suspendovaným (suspendovaným) časticiam.
O viskozite
Sir Isaac Newton tvrdil, že viskozita alebo odpor tekutiny voči prúdeniu závisí od teploty. Takže napríklad voda sa môže zmeniť na ľad a naopak presne pod vplyvom vykurovacích alebo chladiacich prvkov. Niektoré látky, ktoré existujú vo svete, však menia viskozitu v dôsledku pôsobenia sily, a nie v dôsledku zmeny teploty. Je zaujímavé, že bežne používaná paradajková omáčka, ktorá pri dlhšom miešaní redne, sa považuje za nenewtonskú tekutinu. Smotana, naopak, pri šľahaní zhustne. Teplota nie je pre tieto látky dôležitá – viskozita nenewtonských tekutín sa mení v dôsledku fyzikálneho vplyvu.
Experiment
Pre tých, ktorí sa zaujímajú o aplikovanú vedu alebo len chcúaby ste ohromili svojich hostí a priateľov neuveriteľne jednoduchým a zároveň úžasne fascinujúcim vedeckým experimentom, bol vytvorený špeciálny recept na roztok koloidného škrobu. Pravá nenewtonovská tekutina vyrobená doslova z dvoch obyčajných kulinárskych ingrediencií ohromí svojou konzistenciou školákov aj študentov. Všetko, čo potrebujete, je škrob a čistá voda a výsledkom je jedinečná látka, ktorá je tekutá aj tuhá.
Recept
- Nasypte asi štvrtinu balíčka kukuričného škrobu do čistej misky a pomaly pridajte asi pol pohára vody. Zasahovať. Niekedy je pohodlnejšie pripraviť roztok koloidného škrobu priamo rukami.
- Pokračujte v pridávaní škrobu a vody po malých dávkach, kým nezískate konzistenciu podobnú medu. Toto je budúca nenewtonovská tekutina. Ako to urobiť homogénnym, ak všetky pokusy o rovnomerné miešanie skončia neúspechom? Neboj sa; len dajte procesu viac času. Výsledkom je, že na jedno balenie kukuričného škrobu budete s najväčšou pravdepodobnosťou potrebovať jeden až dva poháre vody. Upozorňujeme, že hmota sa stáva hustejšou, keď do nej pridávate viac prášku.
- Vzniknutú hmotu nalejte na panvicu alebo zapekaciu misu. Pozorne si prezrite jeho nezvyčajnú konzistenciu, keď sa „tuhá“tekutina zlieva dole. Hmotu miešajte v kruhu ukazovákom – najskôr pomaly, potom rýchlejšie a rýchlejšierýchlejšie, kým nebudete mať úžasnú nenewtonovskú tekutinu.
Experimenty
Pre účely vedeckého poznania a len pre zábavu si môžete vyskúšať nasledujúce experimenty:
- Posuňte prstom po povrchu výslednej zrazeniny. Všimli ste si niečo?
- Ponorte celú ruku do tajomnej hmoty a skúste ju prstami stlačiť a vytiahnuť z nádoby.
- Skúste prevaľovať hmotu medzi dlaňami, aby ste vytvorili guľu.
- Do zrazeniny môžete dokonca zo všetkých síl udrieť dlaňou. Prítomní diváci sa zrejme rozpŕchnu nabok v očakávaní postriekania škrobovým roztokom, no nezvyčajná látka zostane v nádobe. (Pokiaľ ste, samozrejme, nešetrili škrobom.)
- Veľkolepý experiment ponúkajú videoblogeri. Pre neho budete potrebovať hudobný stĺp, ktorý by mal byť opatrne pokrytý silnou lepiacou fóliou v niekoľkých vrstvách. Nalejte roztok na film a zapnite hudbu na vysokú hlasitosť. Budete môcť zažiť úžasné vizuálne efekty, ktoré sú možné len s touto jedinečnou zmesou.
Ak robíte experiment v laboratóriu pred školákmi alebo študentmi, opýtajte sa ich, prečo sa nenewtonovská tekutina správa tak, ako sa správa. Prečo sa zdá byť pevný, keď ho stlačíte v ruke, no tečie ako sirup, keď sú prsty uvoľnené? Na konci diskusie môžete zrazeninu zabaliť do veľkého igelitového vrecka so zipsom, aby ste ju ušetrili.dobudúcna. Bude pre vás užitočné predviesť vlastnosti zavesenia.
Tajomstvo látky
Prečo sa roztok koloidného škrobu v niektorých prípadoch správa ako pevná látka a v iných ako kvapalina? V skutočnosti ste vytvorili skutočnú nenewtonovskú tekutinu - látku, ktorá popiera zákon viskozity.
Newton veril, že viskozita látky sa mení iba v dôsledku zvýšenia alebo zníženia teploty. Napríklad motorový olej pri zahriatí ľahko tečie a pri ochladzovaní hustne. Presne povedané, nenewtonské kvapaliny sa tiež riadia týmto fyzikálnym zákonom, ale ich viskozita sa môže zmeniť aj pôsobením sily alebo tlaku. Keď stlačíte koloidnú zrazeninu v ruke, jej hustota sa výrazne zvýši a (aj keď dočasne) sa zdá, že sa zmení na pevnú látku. Keď otvoríte päsť, koloidný roztok tečie ako normálna kvapalina.
Na čo treba pamätať
Iróniou je, že je nemožné miešať škrob s vodou navždy, pretože výsledkom experimentu nezískate homogénnu látku, ale suspenziu. Časom sa častice prášku oddelia od molekúl vody a vytvoria tvrdú hrudku na dne vášho plastového vrecka. Z tohto dôvodu takáto nenewtonovská kvapalina okamžite upcháva kanalizačné potrubia, ak ju len vezmete a vylejete do drezu. V žiadnom prípade ho nevylievajte do odtoku - je lepšie ho zabaliť do vrecka a len vyhodiťžľab na odpadky.
