ของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตันคืออะไร? ตัวอย่างสามารถพบได้ในตู้เย็นของคุณ แต่ทรายดูดถือเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดของปาฏิหาริย์ทางวิทยาศาสตร์ - ของเหลวและของแข็งในเวลาเดียวกันเนื่องจากอนุภาคแขวนลอย (แขวนลอย)
เกี่ยวกับความหนืด
เซอร์ไอแซก นิวตันแย้งว่าความหนืดหรือความต้านทานของของไหลต่อการไหลนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่น น้ำสามารถเปลี่ยนเป็นน้ำแข็งและในทางกลับกันได้อย่างแม่นยำภายใต้อิทธิพลขององค์ประกอบความร้อนหรือความเย็น อย่างไรก็ตาม สารบางชนิดที่มีอยู่ในโลกเปลี่ยนความหนืดอันเนื่องมาจากการใช้แรง ไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ที่น่าสนใจคือ ซอสมะเขือเทศที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งจะบางลงและคนนานขึ้นถือว่าเป็นของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตัน ในทางกลับกันครีมข้นเมื่อวิปปิ้ง อุณหภูมิไม่สำคัญสำหรับสารเหล่านี้ - ความหนืดของของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวโทเนียนเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการกระแทกทางกายภาพ
การทดลอง
สำหรับผู้สนใจวิทยาศาสตร์ประยุกต์หรือแค่อยากเพื่อทำให้แขกและเพื่อนของคุณประหลาดใจด้วยการทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่เรียบง่ายและน่าทึ่งในเวลาเดียวกัน ได้มีการสร้างสูตรพิเศษสำหรับสารละลายแป้งคอลลอยด์ขึ้น ของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวโทเนียนจริง ๆ ซึ่งทำด้วยส่วนผสมในการทำอาหารธรรมดาสองอย่างจะทำให้ทั้งเด็กนักเรียนและนักเรียนประหลาดใจด้วยความสอดคล้องกัน สิ่งที่คุณต้องมีคือแป้งและน้ำบริสุทธิ์ และผลลัพธ์ที่ได้คือสารเฉพาะที่เป็นทั้งของเหลวและของแข็ง
สูตร
- เทแป้งข้าวโพดประมาณหนึ่งในสี่ของห่อลงในชามที่สะอาดแล้วค่อยๆ เติมน้ำประมาณครึ่งแก้ว แทรกแซง. บางครั้งจะสะดวกกว่าในการเตรียมสารละลายแป้งคอลลอยด์ด้วยมือของคุณโดยตรง
- เติมแป้งและน้ำในส่วนเล็กๆ ต่อไปจนได้เนื้อที่เหมือนน้ำผึ้ง นี่คือของเหลวในอนาคตที่ไม่ใช่ของนิวตัน จะทำให้เป็นเนื้อเดียวกันได้อย่างไรหากความพยายามที่จะคนเท่าๆ กันจบลงด้วยความล้มเหลว? ไม่ต้องกังวล เพียงแค่ให้เวลากับกระบวนการมากขึ้น ด้วยเหตุนี้ สำหรับแป้งข้าวโพดหนึ่งห่อ คุณมักจะต้องใช้น้ำหนึ่งถึงสองแก้ว โปรดทราบว่าสารจะมีความหนาแน่นมากขึ้นเมื่อคุณเติมแป้งลงไป
- เทสารที่ได้ลงในกระทะหรือจานอบ ดูความสม่ำเสมอที่ผิดปกติอย่างใกล้ชิดในขณะที่ของเหลว "ที่เป็นของแข็ง" ไหลลงมา ผัดสารเป็นวงกลมด้วยนิ้วชี้ของคุณ - ช้าๆในตอนแรกแล้วจึงเร็วขึ้นและเร็วขึ้นเร็วขึ้นจนได้ของเหลวที่ไม่ใช่นิวโทเนียนที่น่าทึ่ง
การทดลอง
ทั้งเพื่อความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเพื่อความสนุกสนาน คุณสามารถลองทำการทดลองต่อไปนี้:
- เลื่อนนิ้วไปบนพื้นผิวของก้อนที่เกิด คุณสังเกตเห็นอะไรไหม
- จุ่มมือของคุณลงไปในสารลึกลับแล้วพยายามใช้นิ้วบีบมันแล้วดึงออกจากภาชนะ
- ลองกลิ้งไปมาระหว่างฝ่ามือให้เป็นลูกบอล
- คุณยังสามารถตบก้อนด้วยฝ่ามืออย่างสุดกำลัง ผู้ชมที่มาชมอาจจะกระจัดกระจายไปด้านข้าง คาดว่าจะพ่นด้วยสารละลายแป้ง แต่สารแปลกปลอมจะยังคงอยู่ในภาชนะ (เว้นแต่คุณจะเก็บแป้งไว้)
- วิดีโอบล็อกเกอร์นำเสนอการทดลองอันน่าทึ่ง สำหรับเขาคุณจะต้องมีคอลัมน์ดนตรีซึ่งควรหุ้มด้วยฟิล์มหนาหลายชั้นอย่างระมัดระวัง เทน้ำยาลงบนฟิล์มแล้วเปิดเพลงดังๆ คุณจะสามารถสัมผัสประสบการณ์วิชวลเอ็ฟเฟ็กต์ที่น่าทึ่งได้เฉพาะกับสารประกอบที่ไม่เหมือนใครนี้
หากคุณกำลังทำการทดลองในห้องแล็บต่อหน้าเด็กนักเรียนหรือนักเรียน ให้ถามพวกเขาว่าทำไมของไหลที่ไม่ใช่ของนิวโทเนียนถึงมีพฤติกรรมแบบนั้น ทำไมมือดูแข็งๆแต่ไหลเหมือนน้ำเชื่อมเวลาคลายนิ้ว? ในตอนท้ายของการสนทนา คุณสามารถเก็บก้อนก้อนนั้นไว้ในถุงพลาสติกขนาดใหญ่ที่มีซิปเพื่อเก็บไว้จนกว่าจะถึงครั้งต่อไป. จะเป็นประโยชน์สำหรับคุณในการสาธิตคุณสมบัติของการระงับ
ความลึกลับของสาร
ทำไมแป้งคอลลอยด์ถึงมีพฤติกรรมเหมือนของแข็งในบางกรณี และเหมือนของเหลวในตัวอื่นๆ อันที่จริง คุณได้สร้างของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันจริงๆ - สารที่ขัดต่อกฎความหนืด
Newton เชื่อว่าความหนืดของสารจะเปลี่ยนแปลงเนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงเท่านั้น ตัวอย่างเช่น น้ำมันเครื่องไหลได้ง่ายเมื่อถูกความร้อนและข้นขึ้นเมื่อเย็นลง พูดอย่างเคร่งครัด ของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตันก็ปฏิบัติตามกฎทางกายภาพนี้เช่นกัน แต่ความหนืดของพวกมันสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้แรงหรือแรงดัน เมื่อคุณบีบลิ่มคอลลอยด์ในมือของคุณ ความหนาแน่นของก้อนคอลลอยด์จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก และดูเหมือนว่าจะกลายเป็นของแข็ง (แม้จะเพียงชั่วคราวก็ตาม) เมื่อคุณเปิดกำปั้น สารละลายคอลลอยด์จะไหลเหมือนของเหลวทั่วไป
สิ่งที่ควรจำ
ประชดคือเป็นไปไม่ได้ที่จะผสมแป้งกับน้ำตลอดไปเพราะจากการทดลองคุณไม่ได้รับสารที่เป็นเนื้อเดียวกัน แต่ถูกระงับ เมื่อเวลาผ่านไป อนุภาคผงจะแยกออกจากโมเลกุลของน้ำและก่อตัวเป็นก้อนแข็งที่ด้านล่างของถุงพลาสติกของคุณ ด้วยเหตุผลนี้เองที่ของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตันดังกล่าวจะอุดตันท่อระบายน้ำทิ้งทันที หากคุณเพียงแค่หยิบมันแล้วเทลงในอ่างล้างจาน ไม่ว่าในกรณีใดอย่าเทลงในท่อระบายน้ำ - ควรบรรจุลงในถุงแล้วโยนทิ้งรางขยะ