Każdy wie, że każdy płyn rozprzestrzenia się. Ale są substancje, które mogą przyjąć pozycję pionową, a nawet wytrzymać ciężar człowieka. Mają niejednorodną strukturę i nazywane są cieczami nienewtonowskimi. Chcesz zaskoczyć swoje dziecko lub gości ciekawymi przeżyciami? Zrób w domu własny płyn nienewtonowski.
Wytwarzanie płynu nienewtonowskiego w domu – metoda pierwsza
Przygotuj zimną wodę, głęboką miskę i paczkę skrobi - ziemniaczanej lub kukurydzianej. Metoda gotowania:
- wlać ćwierć opakowania skrobi do miski;
- powoli wlej do miski pół szklanki wody. Zamieszać. Dodaj barwnik do wody i uzyskaj kolorową masę;
- kontynuuj wsypywanie skrobi do miski i stopniowo dolewaj wodę, aż powstanie masa przypominająca galaretkę;
- Mieszaj mieszaninę, aż będzie gładka. Najlepiej mieszać rękami;
- wlać powstały płyn do naczynia do pieczenia lub innego pojemnika. Mieszaj palcem wskazującym po okręgu – początkowo powoli i stopniowo przyspieszaj ruchy. Stworzyłeś niezwykłą substancję.
Mieszanie zajmie dużo czasu, aż płyn stanie się gęsty. Używaj wody i skrobi w równych proporcjach, ale często potrzeba więcej wody. Po dodaniu skrobi ciecz staje się gęstsza. Otrzymasz białą, lepką masę, którą możesz wylać na dłoń.
Wytwarzanie płynu nienewtonowskiego w domu – metoda druga
Przygotowywać:
- ¾ łyżki. woda i pół szklanki osobno;
- 1 łyżka. klej PVA;
- 2 łyżki łyżki boraksu.
Do głębokiego talerza wlej 3/4 szklanki wody i umieść tam klej. Dobrze wymieszaj. W drugiej misce wymieszaj pół szklanki wody z boraksem. Mieszaj, aż boraks całkowicie się rozpuści. Połączyć oba roztwory w jednym pojemniku i dobrze wymieszać. W razie potrzeby dodaj barwnik podczas gotowania. Płyn nienewtonowski umieścić w worku, zawiązać i zagnieść masę. Przechowywać substancję w lodówce iw razie potrzeby wykazać jej właściwości.
Wytwarzanie jadalnego płynu nienewtonowskiego w domu
Podaruj swoim dzieciom jadalny, nienewtonowski płyn. Na patelnię wlej puszkę skondensowanego mleka. Postaw kuchenkę na małym ogniu i dodaj łyżkę skrobi. Powoli mieszaj i gotuj płyn, aż zgęstnieje. Wyłącz kuchenkę, a do zagęszczonej masy dodaj barwnik spożywczy i wymieszaj. Postaw patelnię na parapecie, aby ostygła. Dzieci mogą bawić się słodką masą lub ją zjeść. Ale poproś ich, aby uważali, płyn pozostawia plamy na ubraniach.
Jak zrobić płyn nienewtonowski w domu - ciekawe eksperymenty
- weź rękę pełną płynu i uformuj z niej kulkę. Pamiętaj i ściskaj dłoń. Jeśli szybko rzucisz piłkę, masa stwardnieje. Jeśli będziesz toczyć powoli, płyn rozleje się po dłoni.
- Umieść dłoń w płynie i spróbuj gwałtownie wyprostować ramię. Twoje ręce zostaną niejako wrośnięte w masę i uniosą miskę z płynem w powietrze;
- Powoli opuść rękę do płynu i mocno ściśnij tam palce. Zobaczysz, że między palcami pojawiła się twarda warstwa;
- Mocno uderz dłonią talerz z płynem. Twoi widzowie rozejdą się na boki, aby uniknąć ubrudzenia się. Ale niezwykły płyn pozostanie w misce;
- przelać substancję z jednego pojemnika do drugiego. Zobaczysz, że ciecz wylewa się z góry i zamarza poniżej.
Płyn nienewtonowski wytwarzany w domu nie jest nigdzie używany. Jest przeznaczony do rozrywki. Spróbuj wymyślić z tym coś nowego, twórz i wymyślaj. Dzieci uwielbiają tego typu eksperymenty!
W przypadku większości cieczy (wody, niskocząsteczkowych związków organicznych, roztworów rzeczywistych, stopionych metali i ich soli) współczynnik lepkości zależy wyłącznie od rodzaju cieczy i temperatury. Takie płyny nazywane są Newtonowski a powstałe w nich siły tarcia wewnętrznego podlegają prawu Newtona (wzór 11).
W przypadku niektórych cieczy, głównie wielkocząsteczkowych (na przykład roztwory polimerów) lub reprezentujących układy dyspersyjne (zawiesiny i emulsje), zależy również od reżimu przepływu - ciśnienie I gradient prędkości. Wraz ze wzrostem lepkość cieczy maleje z powodu zakłócenia wewnętrznej struktury przepływu cieczy. Ich lepkość charakteryzuje tzw. współczynnik lepkości warunkowej, który odnosi się do określonych warunków przepływu płynu (ciśnienie, prędkość). Takie płyny nazywane są strukturalnie lepki Lub nienewtonowskie.
1.4. Przepływ lepkiego płynu. Wzór Poiseuille’a.
Badając krążenie krwi, francuski lekarz i fizyk Poiseuille doszedł do potrzeby ilościowego opisu procesów przepływu lepkiego płynu w ogóle. Ustalone przez niego wzorce dla tego przypadku są ważne dla zrozumienia istoty zjawisk hemodynamicznych i ich ilościowego opisu.
Poiseuille ustalił, że lepkość cieczy można określić na podstawie objętości cieczy przepływającej przez rurkę kapilarną. Metodę tę można zastosować jedynie w przypadku laminarnego przepływu płynu.
Załóż na końce pionową rurkę kapilarną o długości l i promień R powstaje stała różnica ciśnień. Wybierzmy kolumnę cieczy wewnątrz kapilary o promieniu R i wysokość H. Na powierzchnię boczną tej kolumny działa siła tarcia wewnętrznego:
Ryż. 6 Schemat wyprowadzenia wzoru Poiseuille’a.
Jeśli R 1 I R 2 – nacisk odpowiednio na górną i dolną sekcję, wówczas siły nacisku na te sekcje będą równe:F 1 = P 1 R 2 I F 2 = P 2 R 2 .
Siła ciężkości jest F sznur = mgh= R 2 gl.
Przy stałym ruchu płynu, zgodnie z drugim prawem Newtona:
F tr + F ciśnienie + F sznur =0,
W danych okolicznościach (P 1 -R 2 ) = P,dw równa się:
Zintegrujmy:
Stałą całkowania znajdujemy z warunku, że kiedy R= R prędkość w=0 (warstwy przylegające bezpośrednio do rury są nieruchome):
Prędkość cząstek cieczy w zależności od odległości od osi jest równa:
Objętość cieczy przepływającej przez określony odcinek rury w przestrzeni pomiędzy cylindrycznymi powierzchniami promieni R I R+ dr punktualnie T, określa się ze wzoru dV=2 rdrvt Lub:
Całkowita objętość cieczy przepływającej przez przekrój kapilary w czasie t:
(19)
W przypadku, gdy pominiemy ciężar cieczy (kapilara pozioma), objętość cieczy przepływającej przez przekrój poprzeczny kapilary wyraża się wzorem Poiseuille'a: 
(20)
Formułę 20 można przekształcić: podziel obie strony tego wyrażenia przez czas ważności t. Po lewej stronie otrzymujemy objętościowe natężenie przepływu cieczy Q (objętość płynu przepływającego przez sekcję w jednostce czasu). Rozmiar 8 l/ 8 R 4 oznaczać przez X.. Wtedy formuła 20 przyjmuje postać:
(21)
W tym zapisie wzór Poiseuille'a (zwany także równaniem Hagena-Poiseuille'a) jest podobny do prawa Ohma dla odcinka obwodu elektrycznego.
Można przeprowadzić analogię między prawami hydrodynamiki a prawami przepływu prądu elektrycznego w obwodach elektrycznych. Objętościowe natężenie przepływu płynu Q jest hydrodynamicznym analogiem siły prądu elektrycznego I. Hydrodynamiczny analog różnicy potencjałów 1 - 2 to różnica ciśnień R 1 - R 2 . Prawo Ohma ja =( 1 - 2 )/R ma jako hydrodynamiczny odpowiednik wzór 20. Ilość X reprezentuje opór hydrauliczny - analog oporu elektrycznego R.
Co to są płyny nienewtonowskie? Przykłady prawdopodobnie można znaleźć nawet w Twojej lodówce, ale najbardziej oczywistym przykładem cudu naukowego jest to, że jest jednocześnie płynny i stały dzięki zawieszonym cząsteczkom.
O lepkości
Sir argumentował, że lepkość, czyli opór przepływu płynu, zależy od temperatury. Na przykład woda może zamienić się w lód i z powrotem dokładnie pod wpływem elementów grzewczych lub chłodzących. Jednak niektóre substancje istniejące na świecie zmieniają lepkość pod wpływem działania siły, a nie zmiany temperatury. Co ciekawe, wszechobecny sos pomidorowy, który przy dłuższym mieszaniu staje się cieńszy, uznawany jest za ciecz nienewtonowską. Śmietanka natomiast gęstnieje podczas ubijania. Substancjom tym nie zależy na temperaturze - lepkość cieczy nienewtonowskich zmienia się pod wpływem oddziaływania fizycznego.
Eksperyment
Dla tych, którzy interesują się naukami stosowanymi lub po prostu chcą zadziwić swoich gości i przyjaciół niezwykle prostym, a jednocześnie niezwykle ekscytującym eksperymentem naukowym, stworzono specjalną recepturę na roztwór skrobi koloidalnej. Prawdziwy nienewtonowski płyn, wykonany własnoręcznie z dosłownie dwóch zwyczajnych składników kulinarnych, zadziwi swoją konsystencją zarówno uczniów, jak i studentów. Wszystko, czego potrzebujesz, to skrobia i czysta woda, a efektem końcowym jest wyjątkowa substancja, która jest zarówno płynna, jak i stała.
Przepis
- Umieść około ćwierć opakowania skrobi kukurydzianej w czystej misce i powoli wlej około pół szklanki wody. Zamieszać. Czasami wygodniej jest przygotować roztwór skrobi koloidalnej bezpośrednio rękami.
- Kontynuuj dodawanie skrobi i wody małymi porcjami, aż uzyskasz konsystencję przypominającą miód. Jest to przyszły płyn nienewtonowski. Jak to zrobić jednorodnie, jeśli wszelkie próby równomiernego wymieszania kończą się niepowodzeniem? Nie martw się; po prostu poświęć więcej czasu na ten proces. W rezultacie prawdopodobnie zużyjesz od jednej do dwóch szklanek wody na opakowanie skrobi kukurydzianej. Należy pamiętać, że substancja staje się gęstsza w miarę dodawania do niej większej ilości proszku.
- Wlać powstałą substancję na patelnię lub naczynie do pieczenia. Przyjrzyj się bliżej jego niezwykłej konsystencji podczas wylewania się „stałego” płynu. Mieszaj substancję palcem wskazującym po okręgu - najpierw powoli, potem coraz szybciej, aż uzyskasz niesamowitą nienewtonowską ciecz.
Eksperymenty
Zarówno w celach naukowych, jak i dla zabawy można przeprowadzić następujące eksperymenty:
- Przesuń palcem po powierzchni powstałego skrzepu. Czy zauważyłeś coś?
- Zanurz całą dłoń w tajemniczej substancji, spróbuj ścisnąć ją palcami i wyciągnąć z pojemnika.
- Spróbuj rozwałkować substancję w dłoniach, tworząc kulkę.
- Możesz nawet uderzyć skrzep dłonią tak mocno, jak to możliwe. Obecni widzowie prawdopodobnie uciekną, spodziewając się, że zostaną teraz spryskani roztworem skrobi, ale niezwykła substancja pozostanie w pojemniku. (Chyba że oszczędziłeś skrobi.)
- Blogerzy wideo oferują spektakularny eksperyment. Do tego potrzebny będzie głośnik muzyczny, który należy starannie przykryć grubą folią spożywczą w kilku warstwach. Roztworem wylej na folię i odtwarzaj muzykę z dużą głośnością. Będziesz mógł zaobserwować oszałamiające efekty wizualne, które są możliwe tylko dzięki tej wyjątkowej kompozycji.
Jeśli przeprowadzasz eksperyment w laboratorium na oczach uczniów lub studentów, zapytaj ich, dlaczego płyn nienewtonowski zachowuje się tak a nie inaczej. Dlaczego wydaje się być ciałem stałym, gdy ściskasz go w dłoni, ale płynie jak syrop, gdy otwierasz palce? Po zakończeniu dyskusji możesz umieścić skrzep w dużej plastikowej torbie z zamkiem błyskawicznym, aby przechowywać go na następny raz. Przyda Ci się wykazanie właściwości zawiesiny.
Tajemnica substancji
Dlaczego roztwór skrobi koloidalnej w niektórych przypadkach zachowuje się jak ciało stałe, a w innych jak ciecz? Tak naprawdę stworzyłeś prawdziwy płyn nienewtonowski - substancję, która odrzuca prawo lepkości.
Newton uważał, że lepkość substancji zmienia się tylko w wyniku wzrostu lub spadku temperatury. Na przykład olej silnikowy łatwo przepływa po podgrzaniu, a po ochłodzeniu staje się szczególnie gęsty. Ściśle mówiąc, ciecze nienewtonowskie również podlegają temu prawu fizycznemu, ale ich lepkość można również zmienić poprzez przyłożenie siły lub ciśnienia. Kiedy ściskasz w dłoni skrzep koloidalny, jego gęstość znacznie wzrasta i (nawet chwilowo) wydaje się, że zmienia się w ciało stałe. Kiedy rozluźniasz pięść, roztwór koloidalny przepływa jak zwykła ciecz.
Rzeczy, o których warto pamiętać
Ironią jest to, że nie można wiecznie mieszać skrobi z wodą, ponieważ w wyniku eksperymentu nie otrzymujesz jednorodnej substancji, ale zawiesinę. Z biegiem czasu cząsteczki proszku oddzielą się od cząsteczek wody i utworzą twardą grudkę na dnie plastikowej torby. Z tego powodu taka nienewtonowska ciecz natychmiast zatyka rury kanalizacyjne, jeśli po prostu ją weźmiesz i wlejesz do zlewu. Pod żadnym pozorem nie wylewaj go do kanalizacji – lepiej zapakuj go do torby i po prostu wyrzuć do zsypu na śmieci.
Cześć!
Pozwólcie, że przedstawię młodego eksperta Stasia. Uwielbia eksperymentować i uczyć się nowych rzeczy w swoim domowym laboratorium.
Dziś specjalnie dla czytelników Entertaining Science opowie Wam o właściwościach cieczy nienewtonowskich. Proszę Cię, abyś mnie kochał i sprzyjał. Słowo do Stasia.
Płyn można znaleźć wszędzie w otaczającym nas świecie. Właściwości cieczy są znane każdemu i każda osoba wchodząca z nimi w interakcję może w mniejszym lub większym stopniu przewidzieć, jak dana ciecz zachowa się w określonej sytuacji.
Ciecze, których właściwości jesteśmy przyzwyczajeni obserwować w codziennym użytkowaniu, podlegają prawu Newtona, nazywane są Newtonowski.
Płyn Newtona, lepki płyn, płyn, który w swoim przepływie przestrzega prawa tarcia lepkiego Newtona .
Już pod koniec XVII wieku wielki fizyk Newton zauważył, że szybkie wiosłowanie jest znacznie trudniejsze niż wiosłowanie powolne. Następnie sformułował prawo, zgodnie z którym lepkość cieczy wzrasta proporcjonalnie do wywieranej na nią siły.
nie przestrzegają praw zwykłych cieczy, ciecze te zmieniają swoją gęstość i lepkość pod wpływem siły fizycznej, nie tylko siły mechanicznej, ale nawet fal dźwiękowych. Im silniejszy wpływ na zwykłą ciecz, tym szybciej będzie ona płynęła i zmieniała swój kształt. Jeśli na ciecz nienewtonowską będziemy oddziaływać siłami mechanicznymi, uzyskamy zupełnie inny efekt, ciecz zacznie nabierać właściwości ciał stałych i zachowywać się jak ciało stałe, połączenie między cząsteczkami cieczy będzie się zwiększać wraz ze wzrostem siły na to wpływu. Lepkość płynów nienewtonowskich wzrasta wraz ze spadkiem natężenia przepływu płynu. Zazwyczaj takie ciecze są wysoce niejednorodne i składają się z dużych cząsteczek, które tworzą złożone struktury przestrzenne.
Do zbadania tego ciekawego tematu skłoniła mnie wizyta na wystawie popularnonaukowej „Dotknij nauki”, gdzie jeden z eksperymentów poświęcony był cieczom nienewtonowskim. Eksperyment wywarł na mnie ogromne wrażenie i zapragnąłem dowiedzieć się więcej o niesamowitych właściwościach cieczy, które są sprzeczne z prawami fizyki.
W domu udało mi się nie tylko powtórzyć to, co widziałem, ale także dokładniej zbadać to zjawisko, przeprowadzić wiele dodatkowych eksperymentów i wymyślić własne sposoby wykorzystania tego płynu.
Jednym z eksperymentów, które przeprowadziłem, był eksperyment z wodą skrobiową.
Stały płyn.
Wziąłem równe części skrobi i wody i wymieszałem, aż masa będzie gładka i lepka. Potem otrzymałem mieszaninę podobną do kwaśnej śmietany.
Ale różnica między tą mieszaniną a zwykłą cieczą polega na tym, że może ona być jednocześnie stała i płynna. Po nałożeniu płynnie mieszanina jest płynna, ale jeśli weźmiesz ją do ręki i mocno ściśniesz, możesz uformować z niej bryłę, „śnieżkę”, która natychmiast się „stopi”.
Wniosek: Jeśli ciecz ta zostanie poddana działaniu siły, nabierze właściwości ciała stałego.
Można nawet po tym płynie biegać, ale jeśli spowolnisz akcję, osoba natychmiast zanurzy się w płynie. 
Właściwości tego płynu już wkrótce zostaną wykorzystane do tymczasowej naprawy dziur w drogach.
Co dzieje się z płynami nienewtonowskimi? 
Cząsteczki skrobi pęcznieją w wodzie i tworzą styki w postaci chaotycznie splecionych cząsteczek.
Te silne połączenia nazywane są linkami. Pod ostrym uderzeniem silne wiązania uniemożliwiają ruch cząsteczek, a system reaguje na wpływy zewnętrzne jak sprężysta sprężyna. Przy powolnej akcji haczyki mają czas na rozciągnięcie i rozplątanie. Siatka pęka, a cząsteczki rozpraszają się.
Młodzi naukowcy, drodzy rodzice, szanowani dziadkowie. Dziś Staś pokazał i opowiedział Wam o niezwykłej cieczy, która ma niesamowite właściwości i którą można nazwać „płynem stałym”. Podobało Ci się? Następnie przejdź do sekcji „Eksperymenty”. Znajdziesz tam eksperymenty, sztuczki i eksperymenty według własnych upodobań. Takie, które możesz zrobić w domu i zaskoczyć wszystkich. A dla Was i Waszych dzieci otworzyliśmy nowy dział „PocheMuk”. Odpowiadamy w nim na najciekawsze podstępne i podchwytliwe pytania naukowe - napisz do nas.
Z niecierpliwością czekam na Wasze komentarze i zdjęcia z eksperymentów!
Twój Staś
Przyjdź do mojego Laboratorium!
Wydaje się, że współczesne dzieci nie mogą już niczym zaskoczyć. Nowoczesność gadżetów, zabawek o wielu funkcjach różniących się od tych, które mieli ich rodzice w dzieciństwie, jak nowoczesna łódka od drewnianej łódki.
Ale ostatnio rodzice zwracają coraz większą uwagę na to, co ta lub inna gra zapewnia pod względem rozwoju. Niektóre z nich pozwalają poznawać świat, rozwijając dzieci psychicznie i fizycznie.
A jeśli dodatkowo taką grę można wykonać samodzielnie przy udziale dziecka, to jest to ogromny plus. W Internecie można znaleźć wiele takich zabawek. Jednym z najprostszych i najciekawszych jest tzw. płyn nienewtonowski. Jak więc to zrobić w domu i co jest do tego potrzebne?
Co to jest płyn nienewtonowski
Zanim przejdziemy do odpowiedzi na pytanie: „Jak zrobić w domu płyn nienewtonowski własnymi rękami?” - nie zaszkodzi zrozumieć, co to jest i jak działa.
Płyn nienewtonowski to rodzaj substancji, która zachowuje się inaczej przy różnych prędkościach oddziaływania mechanicznego. Jeśli prędkość wpływu zewnętrznego na niego jest niewielka, wówczas wykazuje oznaki zwykłej cieczy. A jeśli działa się na niego z większą prędkością, ma on cechy podobne do ciała stałego.
Zalety takiej zabawnej gry obejmują:
- Możliwość i łatwość samodzielnej produkcji.
- Niski koszt i dostępność składników.
- Możliwości poznawcze dla dzieci.
- Przyjazna dla środowiska (w przeciwieństwie do niektórych zabaw plastikowych, nie zawiera szkodliwych substancji, a skład jest Ci z góry znany).
Zabawa i edukacja
Co może być lepszego niż zrobienie ze swoim dzieckiem czegoś ciekawego i niezwykłego? Co więcej, ta aktywność będzie naprawdę przydatna nie tylko dla dzieci, ale także dla dorosłych. Prostota wykonania płynu nienewtonowskiego w domu pozwala stworzyć ciekawą zabawę w ciągu zaledwie kilku minut. Rezultatem jest gra, która zachwyci całą rodzinę. Dodatkowo rozwija motorykę rąk u dzieci.
Jeśli szybko uderzysz w płyn nienewtonowski, będzie on zachowywał się jak ciało stałe i poczujesz jego elastyczność. Jeśli powoli włożysz w nią rękę, nie napotka ona żadnej przeszkody i poczujesz, że to woda.
Kolejną pozytywną stroną jest rozwój wyobraźni. Pod wpływem różnych rodzajów cieczy zachowuje się bardzo ciekawie. Jeśli pojemnik z nim postawi się na wibrującej powierzchni lub po prostu szybko wstrząśnie, zaczyna on przybierać bardzo nietypowe kształty.
Nie zapomnij o korzyściach edukacyjnych. Taka ciecz pozwala w praktyce studiować najprostsze podstawy fizyki - właściwości ciał stałych i ciekłych.
Jak zrobić płyn nienewtonowski w domu: dwa sposoby
Skład mieszaniny wpływa bezpośrednio na jej właściwości. Dlatego powinieneś wiedzieć, jak zrobić płyn nienewtonowski w domu. Przepis jest bardzo prosty. Ma tylko dwa główne składniki - wodę i skrobię. Ostatnim składnikiem może być kukurydza lub ziemniak. Woda powinna być zimna. Wszystko jest dokładnie wymieszane. Wszystko jest gotowe!
Aby mieszanina była bardziej płynna, należy dodać wodę i skrobię w proporcji 1:1. Dla trudniejszych - 1:2. W razie potrzeby możesz dodać do niego barwnik spożywczy, wtedy mieszanina będzie jasna.
Jak zrobić w domu ciecz nienewtonowską bez skrobi? Ten przepis jest nieco bardziej skomplikowany, ale równie skuteczny jak poprzedni. Najpierw miesza się wodę i zwykły klej PVA w proporcjach 0,75:1. Wodę miesza się osobno z niewielką ilością boraksu. Następnie obie kompozycje miesza się i dokładnie miesza.
Obie metody umożliwiają otrzymanie cieczy nienewtonowskiej, przy czym pierwsza jest znacznie prostsza i najbardziej popularna.
Więcej wody i skrobi...
Wiedząc, jak zrobić w domu ciecz nienewtonowską, możesz, zwiększając proporcje, przygotować wystarczającą ilość takiej mieszaniny i napełnić ją na przykład małym basenem dla dzieci. Wystarczy głębokość 15-25 centymetrów. Można wtedy skakać, biegać, tańczyć po powierzchni tej cieczy, nie przewracając się. Ale jeśli się zatrzymasz, natychmiast się w to zanurzysz. To świetna rozrywka dla dorosłych i dzieci.
W Malezji cały basen został wypełniony cieczą nienewtonowską. Miejsce to od razu stało się bardzo popularne. Świetnie się tam bawią ludzie w każdym wieku.