吃软不吃硬的非牛顿流体

2023-12-29 00:00:00
科学大观园 2023年22期

为什么叫非牛顿流体呢?艾萨克·牛顿是位非常著名的科学家,他曾描述过普通液体和流体的一些表现,但是有一些流体不遵守他的定律,所以这类流体就叫作非牛顿流体。今天就让我们探究它的神奇之处吧!

实验材料

淀粉、水、搅拌勺

实验步骤1.

往淀粉里加入适量的水,淀粉和水的比例为3∶1。

实验步骤2.

用勺子按照一个方向搅拌均匀。

实验步骤3.

搅拌到划过去有缝隙的糊状即成功制作出非牛顿流体。

实验步骤4.

用手摸一摸非牛顿流体,滑滑的、软软的,好像果冻一般。再用手指轻轻戳一戳,可以慢慢地插进非牛顿流体。

实验步骤5.

改用拳头暴力砸一砸非牛顿流体,发现非牛顿流体坚硬无比,根本砸不动。

实验原理:

所谓非牛顿流体,是指不满足牛顿黏性实验定律的流体,即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。

淀粉和清水的比例是3∶1。如果太浓稠的话,可以适当多加一点水降低流体的饱和度。

部分非牛顿流体拥有很高的强度,当表面受到很大很快的冲击力时,会变得很硬,具备一定的固体特性。当它表面压力较小时,又非常柔软,和液体一样。当它掉到桌布上的时候,会很有弹性,而不像液体被布吸收。

我们人体中的血液、吃的果酱、工业中用到的石油和地里的泥巴都是非牛顿流体。

奶油“蓬松”的秘密

每次经过蛋糕店,小朋友们都喜欢停下来看烘焙师傅做蛋糕,只见他们用一个裱花袋挤出一个个漂亮的形状。虽然袋子的出口很小,但挤出的奶油却比出口要粗很多。

这是因为奶油也属于非牛顿流体,而这种膨胀现象正是来自非牛顿流体的另一个特性——射流胀大效应,流体从管口挤出的速度越大,膨胀的程度也越大。

而且,挤出的形状相较于管口的形状,也会稍微变化,如果管口是矩形,挤出来的就是膨胀的椭圆形。

棉花糖的旋转魔法

当我们在街边买棉花糖时,制糖师傅会用一根棍子伸向机器的凹槽,再旋转棍子,机器内飘出来的糖丝会缠上棍子,然后自动向上“攀爬”,最后缠绕成球形的棉花糖。