Сила натягу води. Як виміряти поверхневий натяг. Велика медична енциклопедія

…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 чи твердих тіл, розуміючи, які відмінні властивості притаманні речовинам. У малому віці дитина не сильно замислюється над цими цікавими ознаками, не розуміє, чому вода – це рідина, а сніг – тверде тіло… Чим старшою стає людина, тим ширшою стає область його знань, тим глибше він розуміє суть речей. Так, для кожної людини настає момент, коли під поняттям рідина він розумітиме не просто молоко або воду, він 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 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 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 рідини можуть бути ньютонівськими та неньютонівськими.

До ньютонівських відносяться однорідні рідини. Ньютонівська рідина – це вода, олія та більша частина звичних нам у щоденному використанні текучих речовин, тобто таких, які зберігають свій агрегатний стан, що б ви з ними не робили (якщо не йдеться про випаровування чи 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 властивостей рідин 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 дії на них фізичною силою, причому не тільки механічним впливом, але навіть звуковими хвилями та 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 у рівних частках речовини.
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 властивостей неньютонівських рідин»

Для вивчення властивостей ми взяли суміш крохмалю з водою, отриману в попередньому експерименті, гель для душу та олію.

Мета цього експерименту: дослідним 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 масло (підійде моторне, соняшникове 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 лизуна 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. Клея для Лізуна нам знадобиться приблизно половина звичайної склянки, близько 100 грн.
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 барвник чи 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 суміш в 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. тонким 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 змащувати інші продукти, як хліб. Їх також використовують для того, щоб утримувати шари продуктів на місці. У бутерброді з цією метою використовують масло, маргарин, чи 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. синтетичного виробництвана 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 русі така 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 сучасну фізику. 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

Можна, якщо навіть походити вулицею або квартирою. Яка б сила не діяла на воду, масло чи молоко, вони все одно збережуть свій рідкий стан, будь то перемішування, переливання та інше фізичний вплив.

Інша справа – це неньютонівські рідини. Їх особливість полягає в тому, що їх текучие властивості коливаються в залежності від швидкості струму. Неньютонівську рідину легко отримати, змішавши воду з харчовим картопляним/кукурудзяним крохмалем.

Джерела:

• неньютонівська рідина як зробити

Звичайні рідини розтікаються, переливаються, відрізняються легкою проникністю. Але є субстанції, здатні займати вертикальне становище і навіть витримувати вагу людини. Називаються вони неньютонівськими рідинами.

Існують емульсії, в'язкість яких мінлива і залежить від швидкості деформації. Суспензій із властивостями, що суперечать законам гідравліки, розроблено багато. Їхнє використання отримало широке розповсюдженняу хімічній, переробній, нафтовій та інших галузях сучасної промисловості.

До числа можна віднести стічні бруду, зубну пасту, рідке мило, Бурові розчини та ін. Зазвичай ці суміші неоднорідні. У складі містяться великі молекули, здатні утворювати складні просторові структури. Винятками є приготовані на базі картопляного або кукурудзяного крохмалю.

Приготування неньютонівської рідини в домашніх умовах

Для створення емульсії знадобиться вода. Зазвичай інгредієнти використовують у рівних частинах, але іноді співвідношення становить 1:3 на користь води. Після змішування виходить рідина, що нагадує по консистенції кисіль і має цікаві характеристики.

Якщо в ємність з емульсією повільно покласти предмет, результат буде аналогічним до занурення речі в фарбу. Добре розмахнувшись і вдаривши по суміші кулаком, можна відзначити зміни її властивостей. Рука відскочить, як зіткнення з твердою речовиною.

Вилита з великої висоти емульсія, стикаючись з поверхнею, накопичується грудками. На початку струменя вона тектиме, як звичайна рідина. Інший експеримент – повільно засунути руку до складу та різко стиснути пальці. Між ними утворюється твердий прошарок.

Можна помістити кисть до зап'ястя в суспензію та спробувати її різко витягнути. Існує велика ймовірність, що ємність з емульсією підніметься разом із рукою.

Використання характеристик неньютонівської рідини у створенні лизуна

Перша така була створена в 1976 р. Вона набула величезної популярності завдяки своїм незвичайним властивостям. Лізун був одночасно еластичним, текучим і мав можливість безперервно трансформуватися. Подібні якості зробили попит на іграшку колосальним серед та дорослих.

Зибучі піски - неньютонівська рідина пустелі

Вони мають одночасно властивості твердих і рідких тіл завдяки незвичайній конфігурації піщин. Потік води, що знаходиться під хиткіми пісками, збиває пухкий шар піщинок до того моменту, поки маса подорожнього на низ мандрівника не обрушує структуру.

Пісок перерозподіляється і починає засмоктувати людину. Спроби вибратися самостійно призводять до розрідження повітря, що з титанічною силою тягне ноги назад. Зусилля, необхідне вивільнення кінцівок у разі порівняно з вагою машини.

Щільність зибучих пісків більша за щільність підземних вод. Але плисти в них не можна. Через підвищеної вологостіпіщинки утворюють в'язку субстанцію.

Будь-яка спроба рухатися викликає сильну протидію. Піщана маса, що переміщається з низькою швидкістю, не встигає заповнити порожнину, що утворюється за зрушеним предметом. У ній утворюється вакуум. У відповідь на різкі рухи суспензія твердіє. Пересування в зибучих пісках є можливим лише у тому випадку, коли воно здійснюється дуже плавно та повільно.

Ньютонівською рідиною є будь-яка текуча речовина, що має постійну в'язкість, не залежну від зовнішньої напруги, яка на неї впливає. Одним із прикладів є вода. У неньютонівських рідин в'язкість зміняться і залежить від швидкості руху.

Що таке ньютонівські рідини?

Прикладами ньютонівських рідин є суспензії, гелі та колоїди. Основною особливістю таких речовин є те, що в'язкість для них є константою та не змінюється щодо швидкості деформації.

Швидкість деформації - це відносна напруга, яка у рідини при її русі. Більшість рідин - ньютонівські і до них застосовні рівняння Бернуллі для ламінарних та турбулентних течій.

Швидкість деформації

Чутливі до зсуву рідини більш текучи. Швидкість зсуву або зазор між речовиною та стінками судини, як правило, не дуже впливають на цей параметр і ними можна знехтувати. Значення швидкості деформації відоме всім матеріалів і є табличним значенням.

У деяких випадках воно, однак, може змінюватись. Наприклад, якщо рідина являє собою емульсію, яку наносять на плівку для фотографії, то навіть незначні дефекти можуть призвести до появи плям і кінцевий продуктне матиме необхідних якостей.

Різні рідини та їх в'язкості

У ньютонівських рідинах, в'язкість не залежить від швидкості зсуву. Однак для деяких з них в'язкість змінюється в залежності від часу. Це проявляється на зміні тиску в резервуарі чи трубі. Такі рідини називаються дилатантними або тиксотропними.

Для латентних рідин напруга зсуву зростає завжди, тому що їх в'язкість та збільшення швидкості зсуву взаємопов'язані. Для тиксотропних рідинці параметри можуть бути змінені хаотично. Швидкість деформації неспроможна зрости швидко зі зниженням в'язкості. Тому швидкість руху частинок речовини може збільшитися, зменшитися або залишитися незмінною. Все залежить від типу рідини. Однак швидкість деформації має властивість зменшуватись. Це означає, що

Почнемо з того, що ньютонівська рідина - це субстанція, яка чинить опір при сильному впливі на неї і виконує функцію твердого тіла, а при незначному набуває властивостей рідкого тіла. Насправді правильна назва— неньютонівська рідина, оскільки складається з великих молекул і має неоднорідну структуру. Приготувати її можна навіть у домашніх умовах. У тому, як зробити ньютонівську рідину, спробуємо зараз розібратися.

Створення флабера або «гумки для рук» (інші назви ньютонівської рідини) - проста і чудова розвага для дітей. Такі наукові забави сприяють розвитку дрібної моторикидитини та активізації пізнавальної діяльності.

Способи створення ньютонівської рідини будинку

Отже, є кілька простих способів, щоб зробити ньютонівську рідину:

Вам необхідно змішати крохмаль та воду, причому вимішувати таку суміш потрібно ретельно, додаючи при цьому воду. Якщо буде мало води, то така субстанція довго залишається у твердому стані, якщо ви додаєте багато води, вона дуже швидко стане рідкою. Буває й таке, що води у вас занадто багато в мисці, тоді потрібно почекати небагато: крохмаль осяде, надлишки води ви можете злити і потім додати кілька крохмалю.

З отриманого матеріалу спробуйте зробити кульку, причому, якщо ви скочує його швидко, він стає твердішим, якщо ви робите це повільно, то він буде розтікатися по руці.

Другий спосіб або «флабер звичайний»

В окрему миску налийте 3/4 склянки води і одну склянку клею ПВА, ретельно розмішайте ці інгредієнти і приступайте до наступного етапу.

В іншій мисці вам необхідно змішати півсклянки води та 2 столові ложки бури. Розмішайте так, щоб|аби| бура розчинилася. Потім з'єднайте два розчини і перемішайте.

Ви можете додати барвник. Після цього необхідно помістити отриману ньютонівську рідину в пакет, закрити та розім'яти. Отриману субстанцію можна зберігати у такому вигляді.

Третій спосіб «розумний пластилін»

Для цього способу вам знадобляться такі компоненти: клей ПВА, тетрабарат натрію, харчовий барвник.

Беремо миску, наливаємо клей (приблизно 100 г), додаємо барвник і змішуємо. Далі вам потрібно додати тетрабарат натрію і перемішувати доти, доки не утвориться щільна маса.

Четвертий спосіб «їстівна ньютонівська рідина»

Беремо каструлю, виливаємо згущене молоко, ставимо на повільний вогонь, додаємо ложку крохмалю, продовжуючи повільно помішувати. Як тільки рідина загусне, ви зможете додати харчовий барвник і знову все розмішати. Залишіть отриману рідину на вікні для остигання. Будьте обережні, тому що ньютонівська рідина може залишати плями на одязі та інших речах.

Робимо з крохмалю найцікавішу неньютонівську рідину

Каюся, я надовго загубилася. Стільки всього змішалося за кілька тижнів!

Випускні у сина в дитячому садку, на танцях та на курсах англійської.

Як я вже розповідала, збираю сина до школи до нульового класу. В одну школу не пройшли за конкурсом, тепер намагатимемося влаштувати його в іншу.

Постійні болячки по черзі то я, то син. Як на зло, сипляться на нас не перестаючи, втомилася вже від цього.

Невелика планова операція, яку вчора нарешті зробили синові, але підготовка до якої забрала у нас, його батьків, стільки сил, що вже нічого не хотілося.

Знову підняла голову моя нудьга навпіл з кризою середнього віку – я вже думала, що вона давно в минулому. Виявилося, дарма сподівалася.

Знову всі мрії та плани летять до біса, тому що події змінюються з неймовірною швидкістю. Задумаєш щось зробити завтра - а вранці все встає з ніг на голову і встигаєш тільки вирішувати проблеми, що з'явилися з нізвідки. Я вже навіть боюся щось загадувати на десятиденну відпустку в липні.

Знову на роботі дикий завал. Зробиш одне, не встигаєш зітхнути з полегшенням – із ясного синього неба падає інше.

Знову повністю збитий графік на роботі через те, що постійно з'являються якісь непередбачені ситуації. Тож доводиться працювати то з першої зміни, то з другої. У результаті, біологічний годинник збитий геть-чисто.

Знову нерозуміння зі старими друзями, які то з'являються, то зникають, а ти сидиш, як дурниця, і ламаєш голову, що це було?

Загалом, багато всього не хочу набридати вам перерахуванням. Краще подарую шматочок нашого літа в міському парку – березовий гай із галявиною, що заросла чистотілом:

Ну а сьогодні хочу розповісти вам про неньютонівську рідину, яку ми нарешті зробили з сином, коли вкотре довелося сидіти вдома, одужувати та шукати, чим зайняти цю непосидючу істоту. Багато чула та читала про цю цікаву речовину, але чомусь боялася робити, мені здавалося, що це дуже складно.

Виявляється, неньютонівська рідина своїми руками робиться дуже просто, і приготувати її не складе ніяких труднощів у домашніх умовах.

Чому так називається? Думаю, це краще запитати у фізиків, тому що це все-таки більше фізичний досвід, ніж хімічний, але ризикну припустити, що вся справа у властивостях. Звичайна рідина, що підкоряється класичним законам фізики, сформульованим Ньютоном, поводиться так, як ми звикли.

Уявіть собі воду. Вона тече, її можна перелити з судини в посудину, можна тупнути по ній ногою, піднявши хмари бризок, можна бризкатися нею, хлюпати на всі боки - і вона залишатиметься незмінною по своїх фізичним властивостям, завжди буде рідкою, плинною. Таких прикладів багато – молоко, бензин, ацетон тощо.

Що таке неньютонівська рідина? Це речовина, яка поводиться абсолютно несподівано при наданні на нього силового впливу. Наприклад, у спокійному стані це – податлива текуча речовина, яку можна розлити на столі, утворивши звичайну нічим не примітну калюжу.

Але якщо ви захочете вдарити по цій калюжці кулаком або, ще краще, молотком, то зіткнетеся з несподіваним опором – м'яка калюжка зненацька стане твердою і може розлетітися навіть на уламки. Тобто перетворюється на тверде тіло.

Властивості такого розчину пов'язані з в'язкістю, а точніше з її зміною під зовнішнім впливом. Поки ви не прикладаєте ніякої сили до цього розчину і не намагаєтеся зазнати його будь-якої деформації, то у ваших руках буде слухняна рідина. Як тільки ви застосували силу, тобто змінили зовнішній вплив, то миттєво змінилася і в'язкість. Причому, чим вища швидкість, тобто чим швидше ви доклали зовнішній вплив, тим сильніше зміниться в'язкість.

Можливо, я не дуже добре пояснюю? Фізики, ау, відгукніться, так це чи не так?

Найпоширеніший приклад такої речовини – крохмаль, змішаний із водою. Як зробити з нього самостійно цю цікаву рідину? Ті рецепти та пропорції, які мені траплялися, я, чесно скажу, не дотримувалася. Все робилося «на око», але вийшло настільки цікаво, що ми з сином провели майже весь вечір на кухні, граючи з отриманою речовиною, влаштувавши стіл, стіни, підлогу і навіть трохи стелю. Але воно того варте. Радості було в обох – хоч греблю гати!

Я купила на ринку ваговий кукурудзяний крохмаль. Навіть не можу сказати, хто його виробник, тому що це був звичайний поліетиленовий мішок без усіляких розпізнавальних знаків. Коштує 1 кг у нас 380 тенге, приблизно 70 російських рублів.

Висипала його в миску і почала поступово додавати воду, одразу ж перемішуючи. На якомусь етапі відчула, що ложка починає прокручуватися насилу в цьому своєрідному «тесті», ніби в застигаючому цементі.

Відклала ложку і почала пробувати руками - якщо повільно занурюєш руку в розчин, вона спокійно опускається до дна тарілки. Якщо різко б'єш долонею по поверхні розчину, то здається, ніби стукаєш по чомусь твердому, а рука залишається при цьому сухою та чистою.

Кажуть, що замість кукурудзяного можна використовувати і картопляний крохмаль. Цілком припускаю, але зі свого досвіду нічого сказати не можу, бо пробувала лише на кукурудзяному. Думаю, що це неважливо, оскільки, по суті, склад однаковий, у будь-якому випадку виходить розчин полімеру (крохмаль - це природний полімер), тобто великих молекул, які з'єднуються між собою в різних положеннях, що і обумовлює такі цікаві властивості у розчину, що вийшов.

Ось ми й робили весь вечір різні експерименти з сином. Дуже цікаві тактильні відчуття, не менш кумедні, ніж із тим самим гідрогелем.

Опускали у розчин руки, ложки, виделки. Різко вдаряли по розчину, переливали його повільно та швидко. Якщо під час переливання підставити руку під струмінь, то струмінь миттєво твердне, потрапляючи на пальці.

Потім я згадала, що колись зберігала статтю про те, як приготувати домашню кінетичний пісокТам теж був потрібен кукурудзяний крохмаль. Чому б не спробувати, якщо вже почали свинячити на кухні? У мене був чистий, просіяний пісок, який я колись готувала для дослідів з «хімічними зміями».

Усього потрібно змішати пісок, крохмаль і воду. Змішали - вийшла фігня. Зовсім не кінетичний пісок, але шалено зручний варіантненьютонівської рідини, яка не забруднює руки і, проте, не втрачає своїх незвичайних властивостей.

Її можна перемішувати, переливати, скочувати в колобки, з силою кидати на стіл, бити по ній руками. Наприклад, можна скочувати ковбаскою - поки катаєш в руках, вона тверда, як тільки перестаєш розкочувати, вона відразу прямо на долоні перетворюється на калюжку.

Загалом, награлися ми здорово, щиро, з великим задоволенням. Навіть не шкода було потім витрачати час на відмивання кухні – надто багато було радості та гарних емоцій. Так що якщо ви не робили досі такий досвід, то спробуйте, не пошкодуєте.

Ну, а я прощаюся з вами, мої читачі... Не знаю, чи надовго. Швидше за все, влітку статей буде набагато менше. Намагатимуся «виходити в ефір» хоча б раз на тиждень, але не знаю, що з цього вийде. Як я вже говорила, надто непередбачено у мене йдуть події. І не можу зрозуміти через що.

Всім гарного літаі не нудьгувати!

Підписка на новини блогу

Ви успішно підписані на новини блогу Kidschemistry.ru

До статті залишено: 1 коментар

Ім'я видалено відповідно до правил коментування

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 — загальніша категорія 🙂 Отже, почнемо з визначення:

Неньютонівська рідина - це рідина, яка часом веде себе як тверде тіло. А часом – як рідина. Так, нормальна 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 рідину типу "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, даний ефектмає 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 на кшталт киселю, 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, якби це було 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 можливість, що 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 слабка борної кислотиі 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!