Как сделать неньютоновскую жидкость в домашних условиях

Как сделать неньютоновскую жидкость в домашних условиях

Эксперименты Можно ли ее использовать где-либо? Несмотря на столь интересные свойства, неньютоновская жидкость не нашла своего практического применения. Ее характеристики настолько нестабильны и трудно предсказуемы, что даже в век развития технологий она годится только для детских игр.

Большим преимуществом жидкости является ее полная безопасность, поэтому родители могут играть даже с младенцами. Если ребенку вздумается попробовать необычное вещество, вреда от этого не будет. Исключение составляют цветные жидкости, но если использовать пищевые красители, то можно без опасений оставить ребенка наедине с такой интересной игрой. Единственное: не удивляйтесь, если по возвращении вы обнаружите грязного ребенка, кухню и даже проходящую мимо кошку. Рецепт Высыпьте примерно четверть пачки кукурузного крахмала в чистую миску и медленно влейте примерно полчашки воды.

Рецепт

Иногда удобнее приготовить раствор коллоидного крахмала непосредственно вручную. Продолжайте добавлять крахмал и воду небольшими порциями, пока не получите консистенцию, напоминающую мед.

Это будущая неньютоновская жидкость. Как ее гомогенизировать, если все, что вы можете сделать, это попытаться равномерно перемешать ее и потерпеть неудачу? Не волнуйтесь; просто потратьте больше времени. Скорее всего, в итоге на один пакет кукурузного крахмала у вас уйдет от одной до двух чашек воды. Обратите внимание, что эта субстанция становится все более густой по мере того, как вы добавляете все больше и больше порошка.

Вылейте полученную субстанцию в кастрюлю или форму для выпечки. Обратите внимание на его странную консистенцию, когда твердая жидкость льется вниз Помешайте ее круговыми движениями указательного пальца - сначала медленно, а затем все быстрее, пока не получите удивительную неньютоновскую жидкость. <Где используются неньютоновские жидкости Аномальные вещества используются в следующих отраслях: В военной - производство бронежилетов по технологии "жидкая броня". В месте удара наполнитель мгновенно застывает. В нормальном состоянии бронежилет мягкий и эластичный. В производстве автомобилей. В масла добавляют специальные суспензии для снижения трения при высоких оборотах двигателя.

В нефтяной промышленности. Полимерные присадки используются для снижения коэффициента сопротивления в трубопроводах. В пожаротушении. Для увеличения длины струи из шланга в раствор для пожаротушения подмешивают полимеры.

Полимерные добавки используются для увеличения длины струи из шланга.

В косметической промышленности. Синтетические ингредиенты, масла, воски добавляются в косметику для придания вязкости. Классификация Существует 3 основные группы аномальных веществ. Вязкие Не зависящие от времени. Среди них выделяют вязкопластичные - масляные краски, разновидности паст.

К псевдопластичным веществам относятся суспензии полимеров, целлюлозы. При небольшом напряжении они текут. Разбавители Раствор крахмала, различные виды клеев загустевают при интенсивном воздействии. Нестабильные Подвержены влиянию фактора времени. Белок, кефир, майонез и кетчуп теряют вязкость при встряхивании. Они называются тиксотропными. Реопектические вещества загустевают со временем.

Это коллоидные вещества.

Это коллоидные растворы, бентонитовые глины. Вязкоупругие Под воздействием силы они текут, а затем восстанавливают свою прежнюю структуру. К ним относятся некоторые виды смол и тестообразные пасты. Примерами природных неньютоновских жидкостей являются зыбучие пески, болотные трясины и зыбучие пески. Опыты и эксперименты для маленьких детей Ни одно научное шоу для детей сегодня не обходится без неньютоновских жидкостей: простые и эффектные эксперименты не требуют больших затрат, а провести их может любая мама.

Для этого нужны только вода и крахмал. Однажды на таком научном шоу на свежем воздухе я даже увидела длинную неглубокую яму, заполненную "волшебной" крахмальной смесью: когда ребенок стоял в ней, он погружался в жидкость, а когда бежал, она чудесным образом превращалась под его ногами в твердую поверхность.

Ну, если правильно разогнаться! Как можно играть с неньютоновской жидкостью? Можно помять ее в руках, отмечая, как она вдруг становится твердой, но податливой; можно лепить фигурки, которые тут же растекаются лужицей. Если попытаться перелить неньютоновскую жидкость из чашки в чашку, она потечет ровным потоком, но если встряхнуть чашу, жидкость застынет, как по команде "замри!". Наконец, если вам не жалко крахмала, вы можете наполнить неньютоновской жидкостью ванну - не до верха, конечно, только примерно на два дюйма Дети словно прыгают по твердой поверхности, а когда останавливаются, "тонут" в ней!

Типы неньютоновского поведения Классификация жидкостей с напряжением сдвига как функция скорости сдвига. Сравнение неньютоновских, ньютоновских и вязкоупругих свойств Вязкоупругие "Параллельная" линейная комбинация упругих и вязких воздействий. Некоторые жиры, взбитые сливки, Silly Putty Зависимая от времени вязкость Вязкость увеличивается с увеличением продолжительности нагрузки Синовиальная жидкость, чернила для принтера, гипсовая паста Тиксотропная вязкость Вязкость уменьшается с увеличением продолжительности нагрузки. <Йогурт, арахисовое масло, растворы ксантановой камеди, водные гели оксида железа, гели желатина, гели пектина, гидрогенизированное касторовое масло, некоторые глины, включая бентонит и монтмориллонит, суспензия сажи в расплавленной резине шин, некоторые буровые растворы, многие краски, многие суспензии хлопьев, Многие коллоидные суспензии Неньютоновская вязкость Кажущаяся вязкость увеличивается с увеличением нагрузки Суспензия кукурузного крахмала в воде Облепиха Разжижающий сдвиг псевдопластик Кажущаяся вязкость уменьшается с увеличением нагрузки Лак для ногтей, взбитые сливки, кетчуп, патока, сиропы, бумажная масса в воде, латексная краска, лед, кровь, некоторые силиконовые масла, некоторые силиконовые покрытия, песок в воде Обобщенные ньютоновские жидкости Константа вязкости.

Вязкость зависит от нормальной скорости деформации и деформации сдвига, а также от приложенного к ней давления. Плазма крови , заварной крем , вода Популярные статьи Не знаете, как списать на экзамене - посмотрите!

Загуститель сдвига Вязкость жидкости, загущенной сдвигом или дилатантом, увеличивается с увеличением скорости сдвига. Кукурузный крахмал, взвешенный в воде "ооблек", см. Краска - неньютоновская жидкость.

Загуститель сдвига - неньютоновская жидкость.

Плоская поверхность, покрытая белой краской, ориентирована вертикально, перед съемкой плоская поверхность была горизонтальной, помещенной на стол. Жидкость начинает растекаться по поверхности, но из-за своей неньютоновской природы она находится под действием гравитационного ускорения. Поэтому вместо того, чтобы скользить по поверхности, она образует очень большую и очень плотную каплю с ограниченным потоком.

Подробнее

Примером противоположной жидкости, разжижающейся при сдвиге, или псевдопластичной жидкости является краска для стен: краска должна легко стекать с кисти при нанесении на поверхность, но не капать чрезмерно Обратите внимание, что все тиксотропные жидкости сильно разжижаются при сдвиге, но они сильно зависят от времени, тогда как "разжижающиеся при сдвиге" коллоидные жидкости мгновенно реагируют на изменение скорости сдвига.

<Поэтому, чтобы избежать путаницы, последнюю классификацию более четко называют псевдопластичной. Другим примером жидкости, разжижающей сдвиг, является кровь. Она очень популярна в организме, поскольку при увеличении скорости сдвига вязкость крови уменьшается. Такие жидкости называются пластиками Бингема.

Примерами могут служить глинистые шламы, буровой раствор, зубная паста, майонез, шоколад и горчица. Пластик Бингема может иметь гребни на своей поверхности, когда он неподвижен.

Напротив, ньютоновские жидкости в неподвижном состоянии имеют плоские, безликие поверхности. Реопектические или антитиксотропные Существуют также жидкости, скорость деформации которых зависит от времени.

Жидкости, деформация которых зависит от времени, также являются реопектическими или антитиксотропными.

Жидкости, которые требуют постепенного увеличения напряжения сдвига для поддержания постоянной скорости деформации, называются реопектическими. Противоположный случай - жидкость, которая со временем разжижается и требует уменьшения напряжения для поддержания постоянной скорости деформации, называется тиксотропной. Ньютоновские и неньютоновские жидкости Определение 2 Если в движущихся частицах их вязкость зависит только от природы и температуры и не зависит от градиента скорости, то такие элементы в физике называют ньютоновскими.

Если в движущихся частицах их вязкость зависит только от природы и температуры и не зависит от градиента скорости, то такие элементы называют ньютоновскими.

Реальные жидкости на практике могут быть неньютоновскими и ньютоновскими. В ньютоновских веществах, когда один поток жидкости движется относительно другого, показатель касательного внутреннего напряжения пропорционален скорости сдвига.

В ньютоновских веществах показатель касательного внутреннего напряжения пропорционален скорости сдвига.

В состоянии относительного и стабильного покоя эти напряжения всегда равны нулю. Эта закономерность была впервые установлена Ньютоном в году, поэтому такими объектами являются масло, вода, бензин, глицерин, керосин и т.д.

Это жидкости, в которых течет жидкость.

Эти жидкости не обладают большой подвижностью и отличаются от неньютоновских жидкостей наличием касательных напряжений в состоянии покоя. Примечание 1 Ньютоновскими жидкостями считается довольно большая часть жидкостей, с которыми привыкли иметь дело ученые: водные растворы, вода, нефтепродукты, ацетон и так далее.

В ламинарном непланарном потоке элементы между двумя плоскопараллельными пластинами движутся с постоянной скоростью v под действием силы F, в то время как нижняя линия остается неподвижной. По сути, слои жидкости движутся с разными скоростями, от максимальной на самой верхней пластине до абсолютного нуля на нижней. Неньютоновские жидкости не подчиняются принципам и законам обычных жидкостей. Эти вещества изменяют собственную плотность и вязкость при воздействии физической силы, причем не только механического воздействия, но даже звуковых неустойчивых волн.

Если к неньютоновской жидкости приложить только механическую силу, можно получить совершенно иной эффект: исследуемый объект начинает приобретать характеристики твердого тела и ведет себя как физическая субстанция; связь между молекулами жидкости будет автоматически увеличиваться с ростом силы воздействия на нее; вязкость неньютоновских жидкостей будет увеличиваться по мере уменьшения скорости самой жидкости.

Пример 1.

Пример 1 Например, водный раствор крахмала ведет себя по-разному в различных ситуациях в зависимости от внешнего воздействия. Пояснение к эксперименту Что происходит с жидкостью, когда вы пытаетесь воздействовать на нее, например, помешивая ложкой воду в кастрюле?

Вы перемещаете одну часть жидкости рядом с ложкой относительно другой части рядом со стенкой кастрюли. Это разрывает связи, удерживающие молекулы воды вместе, на что и направлено ваше усилие. Некоторые жидкости и, кстати, газы также легче перемешивать, другие - труднее. Интуитивно очевидная с детства, эта концепция на самом деле выражается через соотношение нескольких физических величин, смысл которых объяснить ребенку будет нелегко.

Если вы все-таки решитесь на это, расскажите ему об эксперименте с прямоугольной трубкой, наполненной жидкостью. Итак, представьте себе трубку с жидкостью внутри. Вы двигаете ее верхний слой с определенной скоростью, а до дна просто не доходите - жидкость там неподвижна. Между верхним слоем и нижним слоем жидкости возникает касательное напряжение - оно тем больше, чем большую силу вы прикладываете для перемещения верхнего слоя, и тем меньше, чем шире труба. Оно определяет скорость деформации жидкости оно тем выше, чем быстрее течет верхний слой жидкости, и тем меньше, чем шире труба.

Дилатант

Дилатантная жидкость - вязкость увеличивается со скоростью. Именно к последнему дилатанту относится крахмал, разведенный в воде: его молекулы слишком велики, чтобы позволить различным слоям жидкости свободно перемещаться один относительно другого, при резком сдвиге слоев они буквально "цепляются" друг за друга.

Дилантант.

В США на основе этих жидкостей Министерство обороны запустило производство универсальных бронежилетов для военных.

Навигация

thoughts on “Как сделать неньютоновскую жидкость в домашних условиях

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *