Što su nenjutonovske tekućine? Primjeri se sigurno mogu pronaći čak i u vašem hladnjaku, ali živi pijesak se smatra najočitijim primjerom znanstvenog čuda - tekućina i kruta u isto vrijeme zbog suspendiranih (suspendiranih) čestica.
O viskoznosti
Sir Isaac Newton je tvrdio da viskoznost, ili otpor tekućine na protok, ovisi o temperaturi. Tako se, na primjer, voda može pretvoriti u led i obrnuto upravo pod utjecajem grijaćih ili rashladnih elemenata. Međutim, neke tvari koje postoje u svijetu mijenjaju viskoznost zbog primjene sile, a ne zbog promjene temperature. Zanimljivo je da se uobičajeno korišteni umak od rajčice, koji postaje tanji uz dulje miješanje, smatra nenjutonovskom tekućinom. S druge strane vrhnje se zgusne kad se tuče. Temperatura nije važna za ove tvari - viskoznost nenjutonovskih tekućina mijenja se zbog fizičkog udara.
Eksperiment
Za one koje zanima primijenjena znanost ili samo želekako biste svoje goste i prijatelje zadivili nevjerojatno jednostavnim, a istovremeno nevjerojatno fascinantnim znanstvenim eksperimentom, kreiran je poseban recept za otopinu koloidnog škroba. Prava nenjutonovska tekućina, napravljena od doslovno dva obična kulinarska sastojka, svojom će konzistencijom zadiviti i školarce i studente. Sve što trebate je škrob i čista voda, a rezultat je jedinstvena tvar koja je i tekućina i krutina.
Recept
- Ulijte otprilike četvrtinu paketa kukuruznog škroba u čistu zdjelu i polako dodajte oko pola čaše vode. Intervenirati. Ponekad je prikladnije pripremiti otopinu koloidnog škroba izravno svojim rukama.
- Nastavite dodavati škrob i vodu u malim obrocima dok ne dobijete konzistenciju poput meda. Ovo je buduća nenjutnova tekućina. Kako ga učiniti homogenim ako svi pokušaji ravnomjernog miješanja završe neuspjehom? Ne brini; samo dajte procesu više vremena. Kao rezultat toga, za jedno pakiranje kukuruznog škroba najvjerojatnije će vam trebati jedna do dvije čaše vode. Imajte na umu da tvar postaje gušća kako joj dodate više praha.
- Dobivenu tvar ulijte u tavu ili posudu za pečenje. Pažljivo pogledajte njegovu neobičnu konzistenciju dok se "kruta" tekućina slijeva. Kažiprstom miješajte tvar u krug - isprva polako, a zatim sve bržebrže dok ne dobijete nevjerojatnu nenjutonovsku tekućinu.
Eksperimenti
I u svrhu znanstvene spoznaje i samo iz zabave, možete isprobati sljedeće eksperimente:
- Prevucite prstom po površini nastalog ugruška. Jeste li nešto primijetili?
- Uronite cijelu ruku u tajanstvenu tvar i pokušajte je stisnuti prstima i izvući je iz spremnika.
- Probajte kotrljati tvar između dlanova kako biste oblikovali loptu.
- Možete čak i udariti ugrušak dlanom svom snagom. Prisutni gledatelji vjerojatno će se razbježati u stranu, očekujući da će ih poprskati otopinom škroba, ali neobična tvar će ostati u posudi. (Osim ako, naravno, niste poštedjeli škroba.)
- Video blogeri nude spektakularan eksperiment. Za njega će vam trebati glazbeni stup, koji treba pažljivo prekriti gustom prozirnom folijom u nekoliko slojeva. Ulijte otopinu na film i uključite glazbu na visokoj glasnoći. Moći ćete iskusiti zapanjujuće vizualne efekte moguće samo s ovim jedinstvenim spojem.
Ako radite eksperiment u laboratoriju pred školarcima ili studentima, pitajte ih zašto se ne-Newtonova tekućina ponaša na način na koji se ponaša. Zašto se čini čvrstim kada se stisne u ruci, a teče poput sirupa kada su prsti otpušteni? Na kraju rasprave, ugrušak možete zapakirati u veliku plastičnu vrećicu s patentnim zatvaračem kako biste ga spremili.do sljedećeg puta. Bit će vam korisno pokazati svojstva suspenzije.
Misterij tvari
Zašto se otopina koloidnog škroba u nekim slučajevima ponaša kao krutina, a u drugim kao tekućina? Zapravo, stvorili ste pravu nenjutonovsku tekućinu - tvar koja prkosi zakonu viskoznosti.
Newton je vjerovao da se viskoznost tvari mijenja samo zbog povećanja ili smanjenja temperature. Na primjer, motorno ulje lako teče kada se zagrije i zgusne kada se ohladi. Strogo govoreći, ne-Newtonove tekućine također se pokoravaju ovom fizikalnom zakonu, ali njihova se viskoznost također može promijeniti primjenom sile ili pritiska. Kada u ruci stisnete koloidni ugrušak, njegova gustoća se značajno povećava i (čak i privremeno) kao da se pretvara u krutinu. Kada otvorite šaku, koloidna otopina teče poput normalne tekućine.
Stvari koje treba imati na umu
Ironija je u tome što je nemoguće zauvijek miješati škrob s vodom, jer kao rezultat pokusa ne dobivate homogenu tvar, već suspenziju. S vremenom će se čestice praha odvojiti od molekula vode i formirati tvrdu grudicu na dnu vaše plastične vrećice. Upravo iz tog razloga takva nenjutnova tekućina trenutno začepljuje kanalizacijske cijevi, ako je samo uzmete i izlijete u sudoper. Ni u kojem slučaju ga ne sipajte u odvod - bolje ga je spakirati u vrećicu i jednostavno baciti unutraotvor za smeće.
