что надо для неньютоновской жидкости

Сайт про изобретения своими руками

МозгоЧины

Сайт про изобретения своими руками

Как изготовить неньютоновскую жидкость самостоятельно в домашних условиях

Как изготовить неньютоновскую жидкость самостоятельно в домашних условиях

С жидкостью мы сталкиваемся ежедневно. Но вы слышали о жидкости, которая становится твердой, если на нее воздействовать? В статье мы расскажем об интересной, неньютоновская жидкости. Подвергаясь физическому, звуковому или механическому воздействию она меняет свойства вязкости и плотности. Если нагрузка небольшая — становится эластичной, при сильной нагрузке твердая и упругая.

Давайте сравним ньютоновскую и неньютоновскую жидкость. Оказывая любое влияние на обычную жидкость, она всегда изменяется. Оказывая воздействие на неньютоновскую — она начнет проявлять свойства твердого тела.

Определение и примеры

Природный пример неньютоновской жидкости — болотные трясины, зыбучие пески, грунтовые плывуны. Ступая в зыбучий песок или в болото, начнешь погружаться под слой песка и воды, но стоит приложить силу и хлопнуть по поверхности рукой, она моментально станет твердой.
Немного истории

Знаменитый физик Исаак Ньютон заметил, что, если плыть по реке и быстро грести веслами – так намного сложнее, нежели, это делать медленно. Эта мысль натолкнула его сформулировать закон, что вязкость жидкости увеличивается пропорционально силы воздействия на нее.

Неньютоновские жидкости, которые вы встречаете каждый день – масляные краски, тушь для ресниц, болото, кровь и многое другое.

Есть раздел в науке, который занимается изучение неньютоновской жидкости – реология. Это раздел в физике, где изучают деформацию и текучесть вещества.

Применение неньютоновских жидкостей

Она применяется во многих сферах деятельности – военные разработки, автопромышленность, косметология, кулинария.

В военном производстве разрабатывают новое поколение бронежилетов. Учеными был создан прототип бронежилета нового поколения. Между слоями жилета используют специальный жидкий состав, которая при ударе распределяется по всему бронежилету.

Если в такой жилет попадет пуля, то она не пробьет его, а застрянет внутри. Также применяется при других разработках, например, инновационный материал, из которого делают снаряжение для горнолыжников. Данный материал приставляет собой отдельные ячейки с жидкой и твердой фазой.

В косметологии используют свойства неньютоновской жидкости, чтобы косметика не растекалась по лицу, а держалась красивым макияжем. Примеры из косметологии – различные крема, тональные основы, туши, блески. К каждому продукту подбираются индивидуальные показатели вязкости.

В автомобильной промышленности тоже используют свойства неньютоновсих жидкостей, например, моторные масла. При работе двигателя они уменьшают свою вязкость в несколько десятков раз.

В качестве примера из кулинарии можно привести кетчуп, майонез, сливочное масло.

Неньютоновские жидкости уже больше 50 лет используют в пожаротушении. Благодаря полимеру длина струи из бронзбойта почти в 2 раза длиннее.

Неньютоновская жидкость применяется во многих производственных процессах нефтепроизводства.

Классификация и свойства

Основные свойства неньютоновскй жидкости:

Как сделать неньютоновскую жидкость дома

Сейчас продают готовый набор с домашними опытами для всей семьи. Дальше мы расскажем, как приготовить ее в домашних условиях и какие опыты можно провести. Рецепт неньютоновской жидкости очень прост. Ингредиенты есть в каждом доме. На фото видно, как сделать раствор, и какие опыты провести.

Для неньютоновской жидкости нам понадобиться 2 ингредиента — крахмал и вода в пропорции 1 к 1. Пропорция может быть немного другой — все зависит от крахмала. Если вы будите видеть, что раствор слишком жидкий, добавьте еще крахмал. В миску с водой добавляем крахмал и начинаем размешивать.

Смесь станет густой и мешать ее будет трудно. Можете надавить на поверхность и почувствуете сопротивление. Оставьте раствор в покое и частицы крахмала выпадут на дно. Если вы начнете обратно смешивать, то смесь обратно начнет твердеть. Если размешивать быстро, то вязкость становится выше.

Опыты в домашних условиях

Опыты с ньютоновской жидкостью понравятся не только детям, но и взрослым.

Делаем всем знакомый из детства лизун или популярный слайм

Все помнят разноцветных лизунов, их можно было разминать руками, они не прилипали к коже и весело стекали по стене. Сделать такой лизун можно дома имея следующие ингредиенты — банка клея пва, понадобиться примерно 100 грамм, стакан воды и тетроборат натрия, который подают в любой аптеке в виде раствора или порошка.

Можно использовать различные пищевые красители, а для декора блестки и косметическую пудру.

В глубокой емкости смешиваем воду, клей и краситель. Аккуратно добавляем столовую ложку тетробората натрия, и все смешиваем. Наша жидкость становится густой и тягучей. Игрушка готова. Для сохранности лизун желательно хранить в закрытых емкостях и не допускать попадания прямых солнечных лучей.

Популярные сегодня слаймы – это тоже пример неньютоновской жидкости. Сделать их тоже легко в домашних условиях.

Как хранить неньютоновскую жидкость

Как только вы оставляете жидкость в покое на несколько часов, она начинает засыхать. Но стоит добавить воды, и вы снова можете проводить опыты всей семьей.

Лучше хранить в закрытой емкости. Если вы наигрались и хотите вылить, то дождитесь ее засыхания и утилизируйте в урну. В канализацию смывать нельзя.

Каждый день мы сталкиваемся с неньютоновской жидкостью. Мы рассказали, как легко из обычного крахмала дома приготовить необычную воду и провести с детьми опыты. А опыты с ней не только веселые, но и помогают легким языком изучать законы физики.

Неньютоновская жидкость полностью не изучена наукой, но ученые уверены, что благодаря ей произойдет прорыв во многих сферах производства.

Источник

Загадки неньютоновской жидкости

Человек на протяжении нескольких тысячелетий проявляет значительный интерес к изучению жидкости, этот интерес вызван рядом причин.

Во — первых, наличие в природе значительных запасов жидкостей, которые легкодоступны человеку.

Во — вторых, жидкие тела обладают рядом полезных свойств, которые можно без особых проблем использовать в повседневной жизни.

В — третьих, немаловажным фактором является то, что большинство химических реакций протекают в жидкой фазе (чаще всего в водных растворах).

Жидкостью — это одно из состояний вещества, основным свойством которой, является способность неограниченно менять форму под внешним воздействием, сохраняя при этом объём. К Физическим свойствам жидкости относятся: текучесть, сохранение объёма, вязкость, испарение, кипение и т.д.

В гидродинамике жидкости делятся на ньютоновские и неньютоновские?

Откуда возникло такое деление?

В конце XVII века Исаак Ньютон обратил внимание, что быстро грести вёслами гораздо тяжелее, нежели если делать это медленно. Он сформулировал закон, согласно которому вязкость жидкости увеличивается пропорционально силе воздействия на неё. Следовательно, Ньютоновская жидкость это вязкая жидкость, подчиняющаяся в своём течении закону вязкого трения Ньютона.

А неньютоновская жидкость та, при течении которой её вязкость зависит от градиента скорости. К ним можно отнести масляные краски, зубную пасту, болото, жидкое мыло, зыбучие пески и др.

На сегодняшний день существует множество примеров применения такой жидкости: в кулинарии, косметологии, медицине и др.

С целью выяснения распространённости знаний о существовании неньютоновских жидкостей было проведено анкетирование студентов, преподавателей и родителей учащихся.

Результаты показали: около 50% опрошенных ответили, что существуют жидкости по поверхности которых ходить можно и это не вода. Остальные же не верят в существование такие жидкостей или попросту о них не знают. Результаты анкетирования убедительно показали, что данная работа будет интересна не только студентам, но и взрослым.

Таблица 1 Результаты анкетирования

Для исследования свойств неньютоновской жидкости мы совместно с преподавателем ее приготовили, смешав при этом крахмал и воду в пропорциях 1:1. В результате получили вязкую жидкость, обладающую уникальными свойствами.

Опыт №1. Заметили, если мешать быстро, чувствуется сопротивление, а если медленнее, то нет.

Опыт №2. Так, если в воду бросить предмет он упадет на дно, но если этот же предмет бросить в неньютоновскую жидкости он какое то время будет на поверхности, как если бы он соприкоснулся с твёрдым веществом.

Опыт №3. Кроме того, можно опустить руку в жидкость и резко сжать пальцы. Можно почувствовать, как между ними образовалась твёрдая прослойка.

Опыт №4. Если опустить предмет в эту смесь и резко попытаться её вытянуть, то большая вероятность, что она поднимется вслед за ним, в отличие от воды.

Опыт №5. Когда быстро воздействовать на жидкость, например, катать шарик, то он получится на самом деле, но как только мы прекратим это воздействие, то жидкость растечется в руке. Следовательно, если воздействовать на неньютоновскую жидкость механическими усилиями, жидкость начнет принимать свойства твердых тел и вести себя как твердое тело, а если это прекратить, то она снова примет свойства жидких тел.

Опыт №6. Течение вязкой жидкости. Неньютоновскую жидкость выливали с высоты 15 см и наблюдали: что струйка начинает накручиваться колечками или складываться складками, образуя «жидкий канат». Это получалось из-за того, что падая и ударяясь о поверхность, струйка сжимается.

В результате проведенных опытов было выявлено ряд различий свойств ньютоновской и неньютоновской жидкостей, что позволяет ее использовать в современном мире. А также был проведён обзор теоретических источников информации. Проведена серия экспериментов с неньютоновской жидкостью. Были выполнены все поставленные задачи, сделаны все запланированные опыты и подтверждена гипотеза: неньютоновская жидкость, это смесь, которая действительно обладает свойствами жидкостей, а также некоторыми «особыми» свойствами и по ней можно ходить!

Таблица 2 Сравнение свойств ньютоновской и неньютоновской жидкостей

Существует много удивительных вещей вокруг нас, и неньютоновская жидкость яркий этому пример. Мы надеемся, что нам удалось наглядно продемонстрировать ее удивительные свойства.

Источник

Мастер-класс «Неньютоновская жидкость. Волшебные свойства смеси из крахмала и воды»

Валерия Меркулова
Мастер-класс «Неньютоновская жидкость. Волшебные свойства смеси из крахмала и воды»

• Способствовать развитию познавательно-исследовательской деятельности и активности.

• Познакомить со свойствами смеси из крахмала и воды.

• Расширять кругозор и поддерживать интерес к окружающей среде.

• Развивать любознательность, мыслительные операции.

• Способствовать сенсорному развитию при помощи тактильного контакта с веществами и предметами.

Материал и оборудование:

• Проектор для показа слайдов

• Жидкая гуашь разного цвета.

•Специальная одежда: халат

• Стакан с крахмалом

Человек живет на Земле уже 70 столетий, и за все это время он так и не познал до конца все ее секреты и тайны. С самого рождения, соприкасаясь с миром природы, у нас возникает множество вопросов. Они не дают нам покоя. Пытаясь найти на них ответы, мы становимся исследователями, я бы даже сказала маленькими учеными, которые делают свои открытия.

Исследуя, экспериментируя, наблюдая, взрослые и дети изучают, познают новый неизведанный мир. И сегодня вы это почувствуете на себе, став участниками моего мастер-класса.

1 этап.

Воспитатель: У каждого ученого есть лаборатория, и я сегодня приглашаю вас в нашу небольшую лабораторию, где нужно одеть специальную одежду. (Участники мастер-класса подходят к столам и надевают халаты)

Воспитатель: Вам нужно усвоить несколько простых правил поведения в лаборатории.

1. Ничего не трогать без разрешения.

2. Ничего не брать в рот без разрешения.

3. Не бегать, не прыгать, не кричать.

4. Обязательно одевать специальную одежду.

5. Четко следовать моим указания.

2 этап.

Воспитатель: Отгадайте загадку. (ответ сопровождается показом слайда № 1- картофель)

Под землёй лежит семья:

Семейку ты копни немножко –

И появится (Картошка)

Правильно, это обыкновенная картошка.

Из картофельного сока получают крахмал. Вот он, похож на белый порошок. (показывает стакан с крахмалом) Возьмите стакан с крахмалом и высыпьте его в большую миску. Потрогайте его. Какой он на ощупь? (Он рыхлый, рассыпчатый, хрустит, похож на белые снег.) Ещё крахмал можно сделать из кукурузы, тогда будет кукурузный крахмал.

Хотите узнать необычные свойства крахмала? Тогда приступим к эксперименту.

Берём одинаковое количество крахмала и воды, выливаем и высыпаем в контейнер, и всё перемешиваем ложкой. Мешаем медленно. У нас получилась интересная смесь, которая в науки называется Неньютоновской жидкостью.

Эта смесь может становиться твердой и жидкой. Сейчас мы убедимся в этом.

(Опыты сопровождаются показом воспитателя)

Воспитатель: Берём немного неньютоновской жидкости нашими пальцами. Сделайте это быстро. Чувствуйте что-то твердое, это наша смесь становится твердой и мы можем её взять в руки. Теперь попробуйте взять ее медленно. Не получается, ведь смесь становится жидкой.

Воспитатель: Возьмём немного неньютоновской жидкости в руку, сделаем шарик. Пока мы его катаем – он твердый. Теперь положим шарик на ладонь, держа её над чашкой. Шарик начинает растекаться. Сожмём остатки вещества в ладони, она вновь твердеет. Попробуйте проделать это самостоятельно.

Воспитатель: Соберём пальцы правой руки в кулак и попробуем сверху стукнуть им по нашей смеси. Кулак отскакивает. Постучим по ней еще сильнее, смесь не дает кулаку опуститься в нее. Медленно опустим кулак на нее. Он опускается. Опускаем его до самого дна. Быстро разогните пальцы. Не выходит. А теперь сделаем это медленно.

Воспитатель: Не вынимайте ладони из жидкости. Попробуем быстро поднять ее вверх. Рука поднимается вместе с чашкой. Сделайте это еще раз. Медленно уберём руку из жидкости.

Воспитатель: Возьмём побольше смеси, так чтобы можно было сделать большой комочек, теперь быстро разломим его по полам. Он ломается. Оставьте половинки на ладонях. Они растекаются, превращаясь в жидкость.

Воспитатель: Попробуем вытряхнуть нашу смесь из чашки, быстро перевернув ее вверх дном. Смесь осталась внутри. Повторите это еще раз.

Опыт № 7. (Проводит воспитатель)

Воспитатель: А сейчас я предлагаю вам немного отдохнуть, а я покажу танцующую жидкость. Для этого понадобится мощная колонка, подсоединенная к музыкальной аппаратуре и пищевая пленка. Закрываю пищевой пленкой динамик колонки, помещаем на динамик нашу неньютоновскую жидкость, включаем музыку. И,о чудо: жидкость начинает «танцевать». Капнем несколько разных капель жидкой гуаши, создаем эффектное шоу.

3 этап

Воспитатель: Вот видите, как интересно можно поэкспериментировать с простыми предметами, с крахмалом и водой, получив неньютоновскую жидкость.Только запомните: 1) хранить ее нужно в закрытом виде, не то она высохнет; 2) нельзя выливать смесь в канализацию, она может засорить трубы. При необходимости ее можно просто выбросить в мусорное ведро.

На этом мой мастер-класс подошёл к концу. Спасибо за внимание.

Конспект занятия по экологии детей подготовительной группы «Волшебные свойства воды» Цель: Сформировать интерес детей к опытнической деятельности, через простейшие эксперименты с водой. Задачи: Образовательные: 1. Научить.

НОД «Необычное рядом. Свойства воды» НОД «Необычное рядом» воспитатель старшей группы Трофимова М. В. «Ужурский детский сад № 1» Цель: Формирование знаний и представлений о.

Конспект НООД по исследовательской деятельности «Свойства воды» Схема конспекта по исследовательской деятельности с детьми раннего возраста Дата проведения: ФИО педагога: Дворецкая Ольга Васильевна.

НОД по экспериментированию «Свойства воды» Свойства воды. Программное содержание: Познакомить детей со свойствами воды: безцветная, не имеет запаха, безвкусная, является.

Занятие по экспериментированию в средней группе «Свойства воды» Цель занятия: познакомить детей с основными свойствами воды. Программные задачи: Образовательные: • ознакомить детей со свойствами воды:.

Источник

Исследование на тему «Загадка неньютоновской жидкости»

Загадка неньютоновской жидкости

Список использованных источников…. ….5

Жидкости в окружающем мире встречаются нам повсюду. Сами люди состоят из воды на 80%. Поэтому так важно и актуально изучение свойств и характеристик жидкостей. К изучению этой интересной темы меня сподвиг просмотр телепередачи «Галилео», где один из экспериментов был посвящен неньютоновским жидкостям. Эксперимент произвел на меня большое впечатление и мне захотелось побольше узнать об удивительных свойствах жидкостей, противоречащих законам физики.

Цель исследования – изучение свойств неньютоновской жидкости.

1. Узнать, что такое неньютоновская жидкость и чем она отличается от ньютоновской;

2. Провести эксперимент, демонстрирующий некоторые свойства неньютоновской жидкости.

Так что же такое жидкость?

Википедия говорит, что «жидкость – это вещество, находящееся в жидком состоянии, занимающем промежуточное положение между твердым и газообразным состоянием»[1]. Жидкости, свойства которых мы привыкли наблюдать в ежедневном использовании, подчиняющиеся закону Ньютона, которые сохраняют свое состояние, что бы вы с ними не делали (кроме заморозки и выпаривания, называются ньютоновскими.

Основным свойством жидкости является, то, что она способна менять свою форму под действием механического воздействия. Жидкость должна литься, растекаться и так далее, а уж никак не выдерживать вес человека или занимать вертикальное положение.

Но оказалось, что не все жидкости ведут себя привычным образом. Это так называемые неньютоновские жидкости.

Например, вода является ньютоновской жидкостью, потому что она продолжает демонстрировать свойства жидкости вне зависимости от скорости перемешивания. Свойства ньютоновской жидкости:

2) Сохранение объёма

Когда жидкость неоднородна, например, состоит из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры, то при её течении вязкость зависит от скорости воздействия. Такие жидкости называют неньютоновскими. Чем сильнее и быстрее их перемешиваешь, тем легче это делать. А начать бывает трудно.

Если воздействовать на неньютоновскую жидкость механическими усилиями, то жидкость начнет принимать свойства твердых тел. Как только прекратим воздействие, она снова станет жидкой. Примеры неньютоновской жидкости: масляные краски, зубная паста, кровь, зыбучие пески.

Экспериментальное исследование свойств неньютоновской жидкости

Для приготовления неньютоновской жидкости,потребуется : крахмал картофельный, вода, глубокая чашка, палочка. Берем крахмал и насыпаем его в глубокую чашку, наливаем небольшое количество воды и размешиваем с помощью палочки. В результате смешивания получается нечто типа киселя, обладающего интересными свойствами (см. приложение):

1) Жидкость медленно можно налить на ладонь;

2) Если резко ударить кулаком по жидкости, кулак остановится на поверхности раствора, не проникнув внутрь. Чем быстрее и сильнее пробовать пробить верхнюю «мембрану», тем большее сопротивление получаем взамен;

3)Если опущенные в жидкость пальцы резко сомкнуть, то между ними появится твердый комочек;

4) Чтобы жидкость оставалась твердой, на нее непрерывно надо воздействовать, месить. Но как только воздействие прекращается, она утекает сквозь пальцы.

5) Окунул все пальцы, а потом резко дернул. Чашка поднялась вместе с жидкостью.

В результате исследования получено представление о некоторых свойствах неньютоновских жидкостей. Неньютоновские жидкости не поддаются законам обычных жидкостей, эти жидкости меняют свою плотность и вязкость при воздействии на них физической силой

Дидактическая игра по ОБЖ «Найди опасные жидкости» в сопровождении презентации Предлагаю Вашему вниманию очередную игру из серии игр по формированию основ безопасности жизнедеятельности в сопровождении презентации.

Дидактическая игра по ТРИЗ «Царица Загадка» Цель: способствовать формированию у детей осознанного отношения к процессу составления загадок. Оборудование и материалы: таблица «Царица.

Консультация «Её величество загадка» «Загадка, несмотря на миниатюрность жанра, обладает многими ценными качествами, так необходимыми в образовательной и воспитательной работе.

Источник