Cosa sono i fluidi non newtoniani? Gli esempi si possono certamente trovare anche nel tuo frigorifero, ma le sabbie mobili sono considerate l'esempio più ovvio di miracolo scientifico: fluido e solido allo stesso tempo dovuto a particelle sospese (sospese).
Informazioni sulla viscosità
Sir Isaac Newton ha affermato che la viscosità, o la resistenza di un fluido a fluire, dipende dalla temperatura. Quindi, ad esempio, l'acqua può trasformarsi in ghiaccio e viceversa proprio sotto l'influenza di elementi di riscaldamento o raffreddamento. Tuttavia, alcune sostanze che esistono nel mondo cambiano viscosità a causa dell'applicazione della forza e non di un cambiamento di temperatura. È interessante notare che la salsa di pomodoro comunemente usata, che diventa più sottile con un'agitazione prolungata, è considerata un liquido non newtoniano. La panna, invece, si addensa una volta montata. La temperatura non è importante per queste sostanze: la viscosità dei fluidi non newtoniani cambia a causa dell'impatto fisico.
Esperimento
Per coloro che sono interessati alle scienze applicate o semplicemente lo desideranoper stupire i tuoi ospiti e amici con un esperimento scientifico incredibilmente semplice e allo stesso tempo sorprendentemente affascinante, è stata creata una ricetta speciale per una soluzione di amido colloidale. Un vero liquido non newtoniano, fatto letteralmente con due normali ingredienti culinari, stupirà sia gli scolari che gli studenti per la sua consistenza. Tutto ciò di cui hai bisogno è amido e acqua pura, e il risultato è una sostanza unica che è sia un liquido che un solido.
Ricetta
- Versare circa un quarto di un pacchetto di amido di mais in una ciotola pulita e aggiungere lentamente circa mezzo bicchiere d'acqua. Intervenire. A volte è più conveniente preparare una soluzione di amido colloidale direttamente con le mani.
- Continua ad aggiungere amido e acqua in piccole porzioni fino ad ottenere una consistenza simile al miele. Questo è il futuro fluido non newtoniano. Come renderlo omogeneo se tutti i tentativi di mescolare in modo uniforme finiscono con un fallimento? Non preoccuparti; basta dare più tempo al processo. Di conseguenza, per un pacchetto di amido di mais, molto probabilmente avrai bisogno di uno o due bicchieri d'acqua. Tieni presente che la sostanza diventa più densa man mano che aggiungi più polvere.
- Versare la sostanza risultante in una padella o una teglia. Osserva da vicino la sua insolita consistenza mentre il liquido "solido" scende. Mescola la sostanza in un cerchio con il dito indice, prima lentamente, poi sempre più velocementepiù veloce fino a quando non avrai uno straordinario fluido non newtoniano.
Esperimenti
Sia per scopi di conoscenza scientifica, sia solo per divertimento, puoi provare i seguenti esperimenti:
- Fai scorrere il dito sulla superficie del coagulo risultante. Hai notato qualcosa?
- Immergi tutta la tua mano nella misteriosa sostanza e prova a strizzarla con le dita ed estrarla dal contenitore.
- Prova a far rotolare la sostanza tra i palmi delle mani per formare una palla.
- Puoi persino schiaffeggiare il coagulo con il palmo della mano con tutte le tue forze. Gli spettatori presenti probabilmente si disperderanno di lato, aspettandosi di essere spruzzati con una soluzione di amido, ma l'insolita sostanza rimarrà nel contenitore. (A meno che, ovviamente, tu non abbia risparmiato l'amido.)
- Un esperimento spettacolare viene offerto dai video blogger. Per lui, avrai bisogno di una colonna musicale, che dovrebbe essere accuratamente coperta con una spessa pellicola trasparente in più strati. Versare la soluzione sulla pellicola e accendere la musica ad alto volume. Potrai sperimentare straordinari effetti visivi possibili solo con questo composto unico.
Se stai facendo un esperimento in un laboratorio di fronte a scolari o studenti, chiedi loro perché un fluido non newtoniano si comporta in quel modo. Perché sembra solido quando viene schiacciato nella mano, eppure scorre come sciroppo quando le dita non sono chiuse? Alla fine della discussione, puoi mettere il coagulo in un grande sacchetto di plastica con cerniera per salvarlo.fino alla prossima volta. Ti sarà utile dimostrare le proprietà della sospensione.
Mistero della sostanza
Perché una soluzione di amido colloidale si comporta come un solido in alcuni casi e come un liquido in altri? In effetti, hai creato un vero fluido non newtoniano, una sostanza che sfida la legge della viscosità.
Newton credeva che la viscosità di una sostanza cambiasse solo a causa di un aumento o diminuzione della temperatura. Ad esempio, l'olio motore scorre facilmente quando viene riscaldato e si addensa quando viene raffreddato. A rigor di termini, anche i fluidi non newtoniani obbediscono a questa legge fisica, ma la loro viscosità può anche essere modificata applicando forza o pressione. Quando si stringe un coagulo colloidale nella mano, la sua densità aumenta notevolmente e (anche se temporaneamente) sembra trasformarsi in un solido. Quando apri il pugno, la soluzione colloidale scorre come un normale liquido.
Cose da tenere a mente
L'ironia è che è impossibile mescolare per sempre l'amido con l'acqua, perché come risultato dell'esperimento non si ottiene una sostanza omogenea, ma una sospensione. Nel tempo, le particelle di polvere si separeranno dalle molecole d'acqua e formeranno un grumo duro sul fondo del sacchetto di plastica. È per questo motivo che un tale liquido non newtoniano ostruisce istantaneamente i tubi delle fognature, se lo prendi e lo versi nel lavandino. In nessun caso non versarlo nello scarico: è meglio metterlo in un sacchetto e buttarlo dentroscivolo della spazzatura.
