Que sont les fluides non newtoniens ? Des exemples peuvent certainement être trouvés même dans votre réfrigérateur, mais les sables mouvants sont considérés comme l'exemple le plus évident d'un miracle scientifique - fluide et solide à la fois en raison des particules en suspension (suspendues).
À propos de la viscosité
Sir Isaac Newton a fait valoir que la viscosité, ou la résistance d'un fluide à l'écoulement, dépend de la température. Ainsi, par exemple, l'eau peut se transformer en glace et vice versa précisément sous l'influence d'éléments chauffants ou refroidissants. Cependant, certaines substances qui existent dans le monde changent de viscosité en raison de l'application d'une force et non d'un changement de température. Fait intéressant, la sauce tomate couramment utilisée, qui devient plus fluide avec une agitation prolongée, est considérée comme un liquide non newtonien. La crème, en revanche, s'épaissit lorsqu'elle est fouettée. La température n'est pas importante pour ces substances - la viscosité des fluides non newtoniens change en raison de l'impact physique.
Expérience
Pour ceux qui s'intéressent aux sciences appliquées ou qui veulent simplementpour surprendre vos invités et amis avec une expérience scientifique incroyablement simple et en même temps incroyablement fascinante, une recette spéciale pour une solution d'amidon colloïdal a été créée. Un véritable liquide non newtonien, composé littéralement de deux ingrédients culinaires ordinaires, étonnera les écoliers et les étudiants par sa consistance. Tout ce dont vous avez besoin est de l'amidon et de l'eau pure, et le résultat est une substance unique qui est à la fois liquide et solide.
Recette
- Versez environ un quart de sachet de fécule de maïs dans un bol propre et ajoutez lentement environ un demi-verre d'eau. Intervenir. Parfois, il est plus pratique de préparer une solution d'amidon colloïdal directement avec les mains.
- Continuez à ajouter de l'amidon et de l'eau par petites portions jusqu'à ce que vous obteniez une consistance semblable à celle du miel. C'est le futur fluide non newtonien. Comment le rendre homogène si toutes les tentatives pour remuer uniformément se soldent par un échec ? Ne t'en fais pas; donnez simplement plus de temps au processus. Par conséquent, pour un paquet de fécule de maïs, vous aurez probablement besoin d'un à deux verres d'eau. Veuillez noter que la substance devient plus dense au fur et à mesure que vous y ajoutez de la poudre.
- Versez la substance obtenue dans une poêle à frire ou un plat allant au four. Regardez attentivement sa consistance inhabituelle lorsque le liquide "solide" se déverse. Remuez la substance en cercle avec votre index - lentement au début, puis de plus en plus viteplus vite jusqu'à ce que vous ayez un incroyable fluide non newtonien.
Expériences
À la fois pour les connaissances scientifiques et juste pour le plaisir, vous pouvez essayer les expériences suivantes:
- Faites glisser votre doigt sur la surface du caillot résultant. Avez-vous remarqué quelque chose ?
- Plongez toute votre main dans la substance mystérieuse et essayez de la presser avec vos doigts et de la retirer du récipient.
- Essayez de faire rouler la substance entre vos paumes pour former une boule.
- Vous pouvez même frapper le caillot avec votre paume de toutes vos forces. Les spectateurs présents se disperseront probablement sur le côté, s'attendant à être aspergés d'une solution d'amidon, mais la substance inhabituelle restera dans le récipient. (À moins, bien sûr, que vous ayez épargné l'amidon.)
- Une expérience spectaculaire est proposée par les blogueurs vidéo. Pour lui, vous aurez besoin d'une colonne musicale, qui doit être soigneusement recouverte d'un film plastique épais en plusieurs couches. Versez la solution sur le film et mettez la musique à volume élevé. Vous pourrez découvrir des effets visuels époustouflants uniquement possibles avec ce composé unique.
Si vous faites une expérience dans un laboratoire devant des écoliers ou des étudiants, demandez-leur pourquoi un fluide non newtonien se comporte comme il le fait. Pourquoi semble-t-il solide lorsqu'il est serré dans la main, mais coule comme du sirop lorsque les doigts ne sont pas serrés ? À la fin de la discussion, vous pouvez emballer le caillot dans un grand sac en plastique avec une fermeture éclair pour le conserver.jusqu'à la prochaine fois. Il vous sera utile de démontrer les propriétés de la suspension.
Mystère de la substance
Pourquoi une solution d'amidon colloïdal se comporte-t-elle comme un solide dans certains cas, et comme un liquide dans d'autres ? En fait, vous avez créé un véritable fluide non newtonien - une substance qui défie la loi de la viscosité.
Newton pensait que la viscosité d'une substance ne changeait qu'en raison d'une augmentation ou d'une diminution de la température. Par exemple, l'huile moteur s'écoule facilement lorsqu'elle est chauffée et s'épaissit lorsqu'elle est refroidie. Strictement parlant, les fluides non newtoniens obéissent également à cette loi physique, mais leur viscosité peut également être modifiée en appliquant une force ou une pression. Lorsque vous pressez un caillot colloïdal dans votre main, sa densité augmente considérablement et (même temporairement) il semble se transformer en un solide. Lorsque vous ouvrez votre poing, la solution colloïdale coule comme un liquide normal.
Points à garder à l'esprit
L'ironie est qu'il est impossible de mélanger indéfiniment de l'amidon avec de l'eau, car à la suite de l'expérience, vous n'obtenez pas une substance homogène, mais une suspension. Au fil du temps, les particules de poudre se sépareront des molécules d'eau et formeront une masse dure au fond de votre sac en plastique. C'est pour cette raison qu'un tel liquide non newtonien obstrue instantanément les tuyaux d'égout, si vous le prenez et le versez dans l'évier. En aucun cas, ne le versez pas dans le drain - il est préférable de l'emballer dans un sac et de le jeter simplementvide-ordures.
