Привіт!
Дозвольте уявити юного експерта Стаса. Він дуже любить експериментувати, пізнавати все нове у своїй домашній лабораторії.
Сьогодні спеціально для читачів Цікавої наукивін розповість про властивості неньютонівських рідин. Прошу любити та шанувати. Слово Стасу.
Рідина в навколишньому світі зустрічається повсюдно. Властивості рідин знайомі кожному і будь-яка людина, що взаємодіє з ними, тією чи іншою мірою може передбачити, як поведеться якась рідина в конкретній ситуації.
Рідини, властивості яких ми звикли спостерігати у щоденному використанні, підкоряються закону Ньютона, називаються ньютонівськими.
Ньютонівська рідина, в'язка рідина, рідина, що підкоряється при своєму перебігу закону в'язкого тертя Ньютона .
Ще в наприкінці XVIIстоліття великий фізикНьютон звернув увагу, що веслувати веслами швидко набагато важче, ніж робити це повільно. І тоді він сформулював закон, згідно з яким в'язкість рідини збільшується пропорційно силі на неї.
не піддаються законам звичайних рідин, ці рідини змінюють свою щільність і в'язкість при дії на них фізичною силою, причому не тільки механічним впливомм, але навіть і звуковими хвилями. Чим сильніший впливна звичайну рідину, тим швидше вона тектиме і змінюватиме свою форму. Якщо впливати на Неньютонівську рідину механічними зусиллями, ми отримаємо зовсім інший ефект, рідина почне приймати властивості твердих тіл і поводитись як тверде тіло, зв'язок між молекулами рідини посилюватиметься зі збільшенням сили на неї. В'язкість неньютонівських рідин зростає при зменшенні швидкості струму рідини. Зазвичай такі рідини дуже неоднорідні і складаються з великих молекул, що утворюють складні просторові структури.
До вивчення цієї цікавої темимене підвело відвідування науково-популярної виставки «Доторкнись до науки», де один з експериментів був присвячений неньютонівським рідинам. Експеримент справив на мене велике враження і мені захотілося більше дізнатися про дивовижні властивості рідин, що суперечать законам фізики.
У домашніх умовах мені вдалося не лише повторити побачене, а й докладніше вивчити дане явище, проводити багато додаткових експериментіві вигадати свої способи застосування даної рідини.
Один із дослідів проведених мною – досвід із крохмальною водою.
Тверда рідина.
Я взяв рівні частини крохмалю та води, перемішав до однорідного в'язкого стану. Після цього отримав суміш, схожу на сметану.
Але відмінність цієї суміші від звичайної рідини в тому, що вона може бути одночасно і твердою і рідкою. При плавному впливі – суміш рідка, а якщо взяти її в руку і з силою здавити – з неї можна зліпити грудку, «сніжок», яка тут же «розтане».
Висновок:Якщо на цю рідину з силою впливати, то вона набуває властивостей твердої речовини.
По цій рідині можна навіть бігати, але якщо уповільнити дію, то людина відразу ж занурюється у рідину. 
Властивості цієї рідини незабаром планують використовувати для ремонту дорожніх ям.
Що ж відбувається з неньютонівськими рідинами? 
Частинки крохмалю набухають у воді і формуються контакти як хаотично сплетених молекул.
Ці міцні зв'язкиназиваються зачеплення. При різкій дії міцні зв'язки не дають молекулам зрушити з місця, і система реагує на зовнішній вплив, як пружна пружина. При повільному впливі зачеплення встигають розтягнутися та розплутатися. Сітка рветься та молекули розходяться.
Юні вчені, дорогі батьки, шановні бабусі та дідусі. Сьогодні Стас показав і розповів вам про незвичайну рідину, яка має разючі властивості і може називатися “ тверда рідина”. Вам сподобалось? Тоді перейдіть до розділу “Експерименти”. Там ви знайдете досліди, фокуси та експерименти до душі. Ті, які можна зробити вдома та здивувати всіх. А для вас і ваших діток у нас відкрито новий розділ "ПочеМук". У ньому ми відповідаємо на найцікавіші підступні та підступні наукові питання- пишіть нам.
Дуже чекаю коментарі та фото експериментів!
Ваш Стас
Забігайте в мою Лабораторію!
Що таке неньютонівські рідини? Приклади напевно можна виявити навіть у вас у холодильнику, проте найбільш очевидним зразком наукового дива вважається – плинний і твердий одночасно завдяки виваженим (суспендованим) частинкам.
Про в'язкість
Сер стверджував, що в'язкість або резистентність рідини до течії залежить від температури. Так, наприклад, вода може перетворитися на лід і назад саме під впливом нагріваючих або охолоджуючих елементів. Однак деякі субстанції, що існують у світі, змінюють в'язкість через застосування сили, а не зміни температури. Цікаво, що до неньютонівських рідин зараховують томатний соус, що повсюдно застосовується, який стає рідше за умови тривалого розмішування. Вершки ж, навпаки, загусають при збиванні. Цим речовин не важлива температура - в'язкість неньютонівських рідин змінюється через фізичну дію.
Експеримент
Для тих, хто цікавиться питаннями прикладної наукиабо просто бажає вразити своїх гостей і друзів неймовірно простим і в той же час надзвичайно захоплюючим науковим експериментом, створено спеціальний рецепт колоїдного крохмального розчину Справжня неньютонівська рідина, зроблена своїми руками буквально з двох звичайних кулінарних інгредієнтів, вразить своєю консистенцією і школярів, і студентів. Вам знадобиться тільки крохмаль і чиста вода, а результаті вийде унікальне речовина, що є водночас і рідиною, і твердим тілом.
Рецепт
- Висипте приблизно чверть упаковки кукурудзяного крохмалю в чисту миску і повільно влийте приблизно півсклянки води. Перешкодіть. Іноді зручніше готувати колоїдний крохмальний розчин прямо руками.
- Продовжуйте додавати крохмаль і воду невеликими порціями доти, поки у вас не вийде субстанція, яка за консистенцією нагадує мед. Це майбутня неньютонівська рідина. Як зробити її однорідною, якщо всі спроби рівномірного розмішування закінчуються провалом? Не турбуйтесь; просто приділіть процесу якомога більше часу. У результаті на одну упаковку кукурудзяного крохмалю у вас, швидше за все, піде від однієї до двох склянок води. Зверніть увагу: речовина набуває велику щільністьу міру того, як ви додаєте до нього все більше порошку.
- Вилийте отриману субстанцію в сковорідку або форму для випікання. Придивіться до її незвичайної консистенції, поки тверда рідина ллється вниз. Перемішайте речовину по колу вказівним пальцем- Спершу повільно, потім все швидше і швидше, поки у вас не вийде дивовижна неньютонівська рідина.
Досвіди
Як з метою наукового пізнання, Так і просто заради розваги, можна спробувати провести такі досліди:
- Проведіть пальцем по поверхні згустку, що вийшов. Чи помітили ви щось?
- Зануріть усю кисть руки в загадкову речовину і спробуйте стиснути її пальцями і витягти назовні з контейнера.
- Спробуйте покатати субстанцію в долонях, щоб зліпити кульку.
- Можна навіть з усієї сили грюкнути по згустку долонею. Присутні глядачі напевно розбіжаться в сторони, очікуючи, що їх зараз оббризкає крохмальним розчином, проте незвичайна речовиназалишиться у контейнері. (Якщо, зрозуміло, ви не пошкодували крохмалю.)
- Видовищний експеримент пропонують відеоблогери. Для нього вам знадобиться музична колонка, яку слід акуратно обтягнути щільною харчовою плівкою у кілька шарів. Вилийте розчин на плівку та увімкніть музику на великій гучності. Ви зможете спостерігати чудові візуальні ефекти, можливі тільки при застосуванні цього унікального складу.
Якщо ви проводите експеримент у лабораторії перед школярами чи студентами, запитайте їх, чому неньютонівська рідина поводиться саме таким чином. Чому вона здається твердим тілом, якщо стиснути її в руці, але при цьому тече, як сироп, якщо розтиснути пальці? Після закінчення дискусії можна запакувати потік у великий пластиковий пакет із застібкою-блискавкою, щоб зберегти його до наступного разу. Він стане вам у нагоді для демонстрації властивостей суспензії.
Таємниця речовини
Чому в одних випадках колоїдний крохмальний розчин поводиться як тверде тіло, а в інших – як рідина? Насправді вами була створена справжня неньютонівська рідина – речовина, яка відкидає закон в'язкості.
Ньютон вважав, що в'язкість речовини змінюється лише внаслідок підвищення чи зниження температури. Наприклад, моторне масло легко тече при нагріванні і набуває особливої густоти при охолодженні. Строго кажучи, неньютонівські рідини теж підкоряються цьому фізичним законом, але при цьому їх в'язкість можна змінити шляхом застосування сили або тиску. Коли ви стискаєте колоїдний потік у руці, його щільність значно збільшується, і (нехай навіть тимчасово) він ніби перетворюється на тверде тіло. Коли ви розтискаєте кулак, колоїдний розчинтече як звичайна рідина.
Що потрібно мати на увазі
Іронія полягає в тому, що неможливо змішати крохмаль із водою назавжди, тому що в результаті експерименту у вас виходить не однорідна речовинаа суспензія. Згодом частинки порошку відшаруються від молекул води і зберуться в тверду грудочку на дні вашого пластикового пакета. Саме з цієї причини подібна неньютонівська рідина миттєво засмічує каналізаційні труби, якщо просто взяти та вилити її в раковину. У жодному разі не виливайте її у водосток - краще запакуйте в пакет і просто викиньте в сміттєпровід.
І в основному з точки зору практики (як опис і у вигляді).
Неньютонівська рідина та жуйка для рук (також відома як хендгам) – це одного поля ягоди. Точніше, друге — окремий випадокпершого. А перше — більше загальна категорія🙂 Отже, почнемо з визначення:
Неньютонівська рідина - це рідина, яка часом веде себе як тверде тіло. А часом – як рідина. Так, звичайна рідина може розтікатися, текти. І неньютонівська рідина це може. З іншого боку, звичайна рідина не може бути твердою, відскакувати, утворювати — а неньютонівська може. Загалом результат виходить дуже цікавий. Причина цього результату в тому, що дані рідини найчастіше створені з великих полімерних молекул, "зчеплення" між якими не дуже велике, і ці молекули можуть вільно ковзати відносно один одного (майже виходить).
Так, наприклад, якщо взяти неньютонівську рідинутипу "шампунь" і під достатнім натиском і правильним кутом виливати її на тверду поверхню, то можна побачити, як цівка шампуню відскакує від поверхні і утворює дугу - прямо як на цьому:
До речі, цей ефект має свою назву: "Ефект Кея". При певній вправності (десь на десятій баночці шампуню) також круто робити можете навчитися і ви 🙂 Але закінчимо з теорією і перейдемо до обіцяної практики:
Ми пропонуємо вам два способи отримати неньютонівську рідину. Перший — це трохи брудніший, другий — трохи менш надійний, хоч і більш видовищний.
Отже, неньютонівська рідина з крохмалю та води.
Для приготування нам потрібні крохмаль (картопляний, кукурудзяний – будь-який) та вода. Пропорція залежить від якості крохмалю і зазвичай становить від 1:1 до 1:3 на користь води. В результаті змішування ми отримуємо щось типу киселя, що володіє цікавими властивостями. Так, якщо в ємність із сумішшю повільно ввести руку, то результат такий самий, як якби ми ввели руку у воду. Але якщо розмахнутися як слід і стукнути по цій суміші, то рука відскочить, ніби це була тверда речовина.
Також якщо лити таку суміш із достатньої висоти, то у верхній частині струменя вона тектиме, як рідина. А в нижній — накопичуватися грудками, як тверда речовина. Крім того, можна засунути руку в рідину та різко стиснути пальці. Ви відчуєте, як між пальцями утворився твердий прошарок. Або ще один експеримент - засунути руку в цей "кисіль" і різко спробувати її витягнути. Велика ймовірністьщо ємність підніметься слідом за рукою.
Якщо ви помітили, то описана поведінка суміші досить схожа на поведінку тесту. Тому швидше за все, якщо ви вирішите зробити цю суміш менш брудною, то можна туди насипати трохи борошна. Відео на тему (про те, що можна робити з неньютонівською рідиною):
І на цій радісній ноті переходимо до другого способу приготування неньютонівської рідини:
Майже неньютонівська рідина з тетраборату натрію (бури) та клею ПВА.
Як зрозуміло з назви, для цього досвіду, результати якого більш схожі на хендгам (жуйку для рук), необхідні тетраборат натрію (бура), яку можна дістати в аптеці або на ринку у стареньких, і клей ПВА. Пропорції змішування також залежать від якості інгредієнтів і тому відрізняються від рецепту до рецепту. Найчастіше це клей: тетраборат = від 1:1 до 1:4.
Для довідки: тетраборат натрію («бура») - Na2B4O7, сіль слабкої борної кислоти та сильної основи, Поширене з'єднання бору, має кілька кристалогідратів, широко застосовується в техніці.
Основний принцип дуже ретельно і швидко заважати. Наше завдання — рівномірно розподілити буру в обсязі клею ПВА доти, доки не почалася фізико-хімічна взаємодія між ними, яка може унеможливити подальше перемішування (як і утворення бажаного хендгама). Загалом, в результаті може вийде сир. Тому даний спосібі названо менш надійним. Хоча й чистішим — після зробленого хендгама руки не залишаються в потіках крохмалю.
Хоча є порада - залишити суміш на пару годинників у герметично закритій ємності для розстоювання. Обіцяний відео-урок, як зробити жуйку для рук за допомогою бури та клею ПВА:
Щодо клею ПВА: є думка, що марка ПВА-М не підходить для таких експериментів.
До речі, другий варіант називається "майже неньютонівська рідина", оскільки суміш, хоч і не липне до рук, не завжди хоче стікати, відскакувати від підлоги та капати. Хоча в іншому все ок 🙂
В обох випадках до суміші можна додати який-небудь барвник, і тоді результат буде більш веселим.
Якщо подумати, то можна припустити, що бура, додана в першому випадку, до крохмалю і води, може надати додатковий ефект, що зменшує брудність цього способу. А крохмаль, доданий до другого рецепту, може уповільнити схоплювання і застигання клею з часом. Також можливе застосування бури у сухому вигляді.
Вдалих експериментів з неньютонівськими рідинами!
…матеріал, який має дивовижні
властивостями: при малих навантаженнях він м'який
і еластичний, а за великих – стає
твердим та дуже пружним.
Жодна людина не може уникнути реального матеріального світу, що оточує його і в якому він сам живе. Природа, побут, техніка і все те, що оточує нас і в нас самих відбувається, підпорядковане єдиним законам походження та розвитку – законам ФІЗИКИ.
Природа – справжня фізична лабораторія, в якій людина має бути активним спостерігачем, творцем, але не рабом природи, нездатним хоча б приблизно пояснити спостерігаються ним природні явища. З самого народження кожна людина знайомиться з речовинами, що оточують її, підростаючи, людина починає відрізняти різного родурідини від газів або твердих тіл, розуміючи, які відмінні властивостівластиві речовин. У малому віці дитина не сильно замислюється над цими цікавими ознаками, Не розуміє, чому вода - це рідина, а сніг - тверде тіло ... Чим старше стає людина, тим ширшою стає область його знань, тим глибше він розуміє суть речей. Так, для кожної людини настає момент, коли під поняттям рідина вона розумітиме не просто молоко або воду, вона зрозуміє, що рідина, як і будь-який інший рід матерії, має свою класифікацію, основні властивості. Основною властивістю рідини, що відрізняє її від інших агрегатних станів, є здатність необмежено змінювати форму під дією дотичних механічних напруг, навіть скільки завгодно малих, практично зберігаючи при цьому обсяг. Рідкий станзазвичай вважають проміжним між твердим тілом та газом: газ не зберігає ні об'єм, ні форму, а тверде тіло зберігає і те, й інше. Рідини ділять на ідеальні та реальні. Ідеальні - нев'язкі рідини, які мають абсолютної рухливістю, тобто. відсутністю сил тертя та дотичних напружень та абсолютної незмінністю. Реальні - в'язкі рідини, що володіють стисливістю, опором, зусиллям, що розтягує і зрушує, і достатньою рухливістю, тобто. наявністю сил тертя та дотичних напружень.
Актуальність проекту:
Нас оточує величезна кількість рідин. Рідина оточує скрізь і завжди. Самі люди складаються із рідини, вода дає нам життя, з води ми вийшли і до води завжди повертаємось. Ми постійно стикаємося з використанням рідин, п'ємо чай, миємо руки, заливаємо бензин в автомобіль, наливаємо масло на сковороду. Основною властивістю рідини є те, що вона здатна змінювати свою форму під дією механічної дії.
Але виявилося, що не всі рідини поводяться звичним чином. Це так звані неньютонівські рідини. Ми зацікавилися незвичайними властивостями таких рідин та провели кілька дослідів.
Гіпотеза:
Провести досліди, в яких можна побачити деякі фізичні властивості неньютонівських рідин.
Цілі проекту:
Отримати неньютонівську рідину
Вивчити деякі фізичні властивості неньютонівської рідини
Завдання проекту:
Зібрати теоретичний матеріалпро неньютонівську рідину
Досвідченим шляхом вивчити деякі фізичні властивості неньютонівських рідин (щільність, температура кипіння, температура кристалізації)
Дізнатись область застосування неньютонівських рідин
Методи дослідження:
Спостереження
Вивчення теоретичних матеріалів
Проведення дослідів
Аналіз
Теоретична частина
Рідина - це один із станів речовини. Таких станів три, їх ще називають агрегатними, це газ, рідина та тверда речовина. Рідка речовинаназивають, якщо воно має властивість необмежено змінювати форму під зовнішнім впливом, Зберігаючи при цьому обсяг.
Рідкий стан зазвичай вважають проміжним між твердим тілом та газом: газ не зберігає ні об'єм, ні форму, а тверде тіло зберігає і те, й інше. Рідини бувають ідеальні та реальні. Ідеальні - нев'язкі рідини, які мають абсолютної рухливістю, тобто. відсутністю сил тертя та дотичних напружень та абсолютною незмінністю об'єму під впливом зовнішніх сил. Реальні - в'язкі рідини, що володіють стисливістю, опором, зусиллям, що розтягує і зрушує, і достатньою рухливістю, тобто. наявністю сил тертя та дотичних напружень. Реальні рідиниможуть бути ньютонівськими та неньютонівськими.
До ньютонівських відносяться однорідні рідини. Ньютонівська рідина – це вода, олія та більша частиназвичних нам у щоденному використанні текучих речовин, тобто таких, що зберігають своє агрегатний стан, що б ви з ними не робили (якщо не йдеться про випаровування або заморожування, звичайно).
Інша справа – це неньютонівські рідини. Їх особливість полягає в тому, що їх текучие властивості коливаються в залежності від швидкості струму.
Ще наприкінці XVII століття великий фізик Ньютон звернув увагу, що веслами веслувати швидко набагато важче, ніж якщо робити це повільно. І тоді він сформулював закон, згідно з яким в'язкість рідини збільшується пропорційно силі на неї. Ньютон прийшов до вивчення течії рідин, коли намагався моделювати рух планет Сонячна системаза допомогою обертання циліндра, що зображував Сонце, у воді. У своїх спостереженнях він встановив, що якщо підтримувати обертання циліндра, воно поступово передається всій масі рідини. Згодом для опису подібних властивостейрідин стали використовувати терміни «внутрішнє тертя» і «в'язкість», що набули однакового поширення. Історично, ці роботи Ньютона започаткували вивчення в'язкості та реології.
Коли рідина неоднорідна, наприклад, складається з великих молекул, що утворюють складні просторові структури, то її перебігу в'язкість залежить від градієнта швидкості. Такі рідини називають неньютонівськими. Неньютонівськими, або аномальними, називають рідини, протягом яких не підпорядковується закону Ньютона. Таких, аномальних із погляду гідравліки, рідин чимало. Вони широко поширені у нафтовій, хімічній, переробній та інших галузях промисловості.
Неньютонівські рідини не піддаються законам звичайних рідин, ці рідини змінюють свою щільність і в'язкість при впливі на них фізичною силою, причому не тільки механічним впливом, але навіть звуковими хвилями і електромагнітними полями. Якщо впливати механічно на звичайну рідину, то чим більший вплив на неї, тим більше буде зрушення між площинами рідини, іншими словами, чим сильніше впливати на рідину, тим швидше вона тектиме і змінюватиме свою форму. Якщо впливати на неньютонівську рідину механічними зусиллями, ми отримаємо зовсім інший ефект, рідина почне приймати властивості твердих тіл і поводитися як тверде тіло, зв'язок між молекулами рідини посилюватиметься зі збільшенням сили впливу на неї, внаслідок чого ми зіткнемося з фізичною скрутою зрушити шари таких рідин . В'язкість неньютонівських рідин зростає при зменшенні швидкості струму рідини.
Експериментальна частина
У практичній частині ми провели кілька дослідів.
Експеримент №1 «Отримання неньютонівської рідини»
Мета: отримати неньютонівську рідину і перевірити, як вона поводиться у звичайних умовах.
Обладнання: вода, крохмаль, чаша.
Хід експерименту:
1 Взяли чашу з водою та крохмаль. Змішали в рівних часткахречовини.
2 Вийшла біла рідина.
Помітили, якщо заважати швидко, відчувається опір, а якщо повільніше, то ні. Рідину, що вийшла, можна налити в руку і спробувати скачати кульку. При впливі на рідину, поки ми кататимемо кульку, в руках буде тверда куля з рідини, причому, чим швидше і сильніше ми будемо на неї впливати, тим щільніше і твердіше буде наша кулька. Як тільки ми розтиснемо руки, тверда до цього часу куля відразу розтечеться по руці. Пов'язано це буде з тим, що після припинення впливу на нього рідина знову прийме властивості рідкої фази.
Експеримент №2 «Вивчення деяких фізичних властивостейненьютонівських рідин»
Для вивчення властивостей ми взяли суміш крохмалю з водою, отриману в попередньому експерименті, гель для душу та олію.
Мета цього експерименту: досвідченим шляхом визначити густину, температуру кипіння та температуру кристалізації даних рідин.
В результаті проведених дослідів ми отримали такі дані:
Експеримент №3 «Вивчення впливу магнітних полів на неньютонівську рідину»
Експерименти з феромагнітною рідиною поширені у вигляді відеороликів в інтернеті. Справа в тому, що даний видрідини під дією магніту здійснює певні рухи, що робить експерименти дуже видовищними.
Феромагнітну рідину можна виготовити своїми руками в домашніх умовах. Для цього візьмемо олію (підійде моторна, соняшникова та інші), а також тонер для лазерного принтера (субстанція у вигляді порошку). Тепер змішаємо обидва інгредієнти до консистенції сметани.
Для того, щоб ефект був максимальним, погріємо суміш на водяній бані протягом приблизно півгодини, не забуваючи при цьому її помішувати.
Феромагнітна рідина (ферофлюїд) – це рідина, яка сильно поляризується під впливом магнітного поля. Простіше кажучи, якщо наблизити звичайний магніт до цієї рідини, вона виробляє певні рухи, наприклад, стає схожою на їжачка, стає горбом і т.д.
Виготовлення іграшки - лізуна
Найперша іграшка-лізун або слайм (slime) була зроблена компанією Mattel у 1976 році. Іграшка-Лізун заслужила популярність завдяки своїм кумедним властивостям – одночасно плинності, еластичності та можливості постійно трансформуватися. Володіючи властивостями неньютонівської рідини, іграшка-лізун швидко стала шалено популярною у дітей та дорослих. Лізуна можна було купити не скрізь, але кумедну іграшку скоро навчилися робити в домашніх умовах.
Виготовлення лізуну своїми руками та в домашніх умовах відрізняється від оригінального рецепту. Тому будемо використовувати більш доступні речовини:
1. Клей ПВА. Білий, бажано свіжий клей можна купити у будь-якому канцелярському чи будівельному магазині. Клею для Лізуна нам знадобиться приблизно половина звичайної склянки, близько 100 гр.
2. Вода – звичайнісінька вода з-під крана. За бажання можна взяти кип'ячену, кімнатної температури. Знадобиться трохи більше склянки.
3. Тетраборат натрію, боракс чи бура. Може бути придбаний в аптеці, у формі 4% розчину.
4. Харчовий барвникабо кілька крапель зеленки. Оригінальний лизун - зелений, і зеленка відмінно підходить на роль речовини, що підфарбовує.
5. Мірна склянка, посуд та паличка для змішування. Як паличку можна взяти олівець, ложку або будь-який інший відповідний предмет.
Переходимо до процесу створення лизуна:
Розчиняємо столову ложку бораксу у склянці води.
- Чверть склянки води та чверть склянки клею перетворюємо на однорідну сумішв іншому посуді. За бажання туди ж додаємо барвник.
- Перемішуючи клейову суміш, поступово додаємо туди розчин бури, приблизно півсклянки. Заважаємо до отримання желеподібної однорідної маси.
- Перевіряємо результат: загусла субстанція, власне, і є іграшкою лизуном. Її можна викласти на стіл, пом'яти та перевірити всі її оригінальні властивості.
Застосування неньютонівських рідин
У світі, як не дивно, дуже популярні дані рідини. При дослідженні неньютонівських рідин насамперед вивчають їхню в'язкість. Знання про в'язкість і про те, як її вимірювати та підтримувати, допомагають і в медицині, і в техніці, і в кулінарії, і у виробництві косметики.
Застосування у косметології
Косметичні компанії заробляють величезний прибуток на тому, що змогли знайти ідеальний баланс в'язкості, що подобається покупцям.
Щоб косметика трималася на шкірі, її роблять в'язкою, чи це рідкий тональний крем, блиск для губ, підводка для очей, туш для вій, лосьйони, або лак для нігтів. В'язкість для кожного виробу підбирається індивідуально, залежно від того, для якої мети воно призначене. Блиск для губ, наприклад, повинен бути досить в'язким, щоб довго залишатися на губах, але не надто в'язким, інакше тим, хто ним користується, неприємно відчуватиме на губах щось липке. У масовому виробництві косметики використовують спеціальні речовини, які називаються модифікаторами в'язкості. У домашній косметиці для тих же цілей використовують різні олії та віск.
У гелях для душу в'язкість регулюють для того, щоб вони залишалися на тілі досить довго, щоб змити бруд, але не довше, ніж потрібно, інакше людина відчує себе знову брудною. Зазвичай в'язкість готового косметичного засобу змінюють штучно, додаючи модифікатори в'язкості.
Найбільша в'язкість – у мазей. В'язкість кремів - нижче, а лосьйони - найменш в'язкі. Завдяки цьому лосьйони лягають на шкіру тоншим шаром, ніж мазі та креми, і діють на шкіру освіжаюче. У порівнянні з більш в'язкою косметикою, їх приємно використовувати навіть влітку, хоча втирати їх потрібно сильніше і частіше доводиться наносити повторно, оскільки вони довго не затримуються на шкірі. Креми та мазі довше залишаються на шкірі, ніж лосьйони, і сильніше її зволожують. Їх особливо добре використовувати взимку, коли у повітрі менше вологи. У холодну погоду, коли шкіра сохне та тріскається, дуже допомагають такі засоби як, наприклад, олія для тіла – це щось середнє між маззю та кремом. Мазі набагато довше вбираються і після них шкіра залишається жирною, але вони набагато довше залишаються на тілі. Тому їх часто використовують у медицині.
Від того, чи сподобалася в'язкість косметичного засобу покупцю, часто залежить, чи вибере він цей засіб у майбутньому. Саме тому виробники косметики витрачають багато зусиль на те, щоб отримати оптимальну в'язкість, яка має сподобатися більшості покупців. Один і той же виробник часто випускає продукт для тих самих цілей, наприклад гель для душу, в різних варіантахі з різною в'язкістю, щоб покупці мали вибір. Під час виробництва суворо дотримуються рецепту, щоб в'язкість відповідала стандартам.
Застосування у кулінарії
Щоб покращити оформлення страв, зробити їжу апетитнішою і щоб її було легше їсти, в кулінарії використовують в'язкі продукти харчування.
Продукти з великою в'язкістю, наприклад соуси, дуже зручно використовувати, щоб намазувати на інші продукти, як хліб. Їх також використовують для того, щоб утримувати шари продуктів на місці. У бутерброді для цих цілей використовують олію, маргарин, або майонез - тоді сир, м'ясо, риба чи овочі не зісковзують із хліба. У салатах, особливо багатошарових, також часто використовують майонез та інші в'язкі соуси, щоб ці салати тримали форму. Найкращі відомі прикладитаких салатів - оселедець під шубою та олів'є. Якщо замість майонезу або іншого в'язкого соусу використовувати оливкова олія, то овочі та інші продукти не триматимуть форму.
В'язкі продукти з їхньою здатністю утримувати форму використовують також для прикраси страв. Наприклад, йогурт чи майонез на фотографії не лише залишаються у тій формі, яку їм надали, а й підтримують прикраси, які на них поклали.
Застосування у медицині
У медицині необхідно вміти визначати і контролювати в'язкість крові, тому що висока в'язкість сприяє низці проблем зі здоров'ям. Порівняно з кров'ю нормальної в'язкості, густа і в'язка кров погано рухається кровоносними судинами, що обмежує надходження поживних речовині кисню в органи та тканини, і навіть у мозок. Якщо тканини одержують недостатньо кисню, то вони відмирають, тому кров з високою в'язкістю може пошкодити як тканини, так і внутрішні органи. Пошкоджуються не тільки частини тіла, яким потрібно найбільше кисню, а й ті, до яких крові найдовше добиратися, тобто, кінцівки, особливо пальці рук та ніг. При обмороженні, наприклад, кров стає в'язкішою, несе недостатньо кисню в руки і ноги, особливо в тканину пальців, і у важких випадках відбувається відмирання тканини. У такій ситуації пальці, а іноді й частини кінцівок доводиться ампутувати.
Застосування в техніці
Неньютонівські рідини використовуються в автопромі, моторні олії синтетичного виробництва на основі неньютонівських рідин зменшують свою в'язкість у кілька десятків разів, при підвищенні обертів двигуна, дозволяючи при цьому зменшити тертя у двигуни.
Висновок та висновки
В результаті виконаної роботи було проведено огляд теоретичних джерел інформації. Проведено серію експериментів з неньютонівською рідиною, розрахували щільність, визначили температуру кипіння та кристалізації неньютонівських рідин.
За результатами експериментів можна зробити такі висновки:
1. Якщо швидко заважаємо неньютонівську рідину, відчувається опір, а якщо повільніше, то ні. При швидкому русітака рідина поводиться як тверде тіло.
2. При зміні температури змінюється густина рідини.
Існує багато дивовижних речей навколо нас, і неньютонівська рідина – яскравий цьому приклад. Ми сподіваємося, що нам удалося наочно продемонструвати її дивовижні властивості.
За підсумками роботи було виконано всі поставлені завдання та зроблено всі заплановані досліди. Проведені досліди та презентація проілюстрували мету виконаної нами роботи.
Література
Методичні матеріали:
1. А. В.Перишкін. Фізика 7 клас, Дрофа, Москва 2008
2. Зарембо Л.К., Болотовський Б.М., Стаханов І.П. та ін Школярам про сучасної фізики. Освіта, 2006р.
3. Кабардін О.Ф., Фізика, довідкові матеріали, Просвітництво, 1988
Роботу виконали:
Скібін Ілля, учень 9 класу
Харитонов Вадим, учень 9 класу
Керівник:
Гіївська Людмила Іванівна
вчитель фізики
Муніципальний казенний загальноосвітній заклад
Новокалитвенська середня загальноосвітня школа
Росошанського муніципального району
Воронезькій області