Co se stane, když smícháte bramborový škrob s vodou?

Вот и дошла наша очередь восторгаться необыкновенными свойствами неньютоновской жидкости ? Так просто ее делать, так мало для этого надо, и так интересно с ней возиться! Даже мне было ужасно любопытно изучать ее волшебные свойства, а уж что говорить о детях! Я давно собиралась попробовать, что это такое, да все откладывала до какого-то “особого случая”. Спасибо Кате – она не стала ничего ждать, а как только прочитала в книжке с физическими опытами ее рецепт, сразу пришла ко мне с вопросом: “Где у нас крахмал?”. Пришлось доставать крахмал, заводить “тесто”, а потом началось настоящее чудо!

Fotky to bohužel nesdělují dobře, protože u takových kapalin je nejdůležitější, jak se při práci s nimi chovají. Nenewtonská tekutina je tekutina, jejíž viskozita závisí na změnách rychlosti. Všichni víme, že med je hustá, viskózní kapalina – teče velmi pomalu a pomalu plní nádobu, do které se nalévá. Mléko je kapalina s nízkou viskozitou. Okamžitě získá tvar, který má nádoba, a okamžitě se po ní rozprostře. Ale med je vždy med a mléko je vždy mléko. Ale nenewtonské kapaliny mohou být viskózní a poté zcela kapalné. Vše záleží na tom, co s nimi dělají. Příkladem takové tekutiny je nyní módní žvýkačka na ruce (žvýkačka na ruce) a sliz, stejně jako obvyklé bažiny nebo tekutý písek. A existuje další verze nenewtonské tekutiny, která se nazývá „oobleck“. A my sami si takovou tekutinu snadno vyrobíme přímo v kuchyni. Recept je jednoduchý: potřebujete pouze škrob (bramborový nebo kukuřičný) a vodu.

To znamená, recept na nenewtonskou tekutinu ze škrobu: přidejte 2 díly škrobu do 1 dílu vody a promíchejte rukama.

Кстати, если крахмала взять гораздо больше, то получится тот самый искусственный снег, о котором я как-то рассказывала зимой. Вот, оказывается, сколько всего интересного можно сделать из крахмала, не только кисели ?

Nenewtonská kapalina ze škrobu

První neobvyklé věci jsme zaznamenali ve fázi míchání kapaliny. Vzhledem a konzistencí je podobné těstu na palačinky. Rozmíchat to ale jde docela těžko – vší silou spočívá na vašich rukách. A zdá se, že škrob se ve vodě nikdy nerozpustí. A skutečně se nerozpustí. To je důvod, proč má kapalina tak zajímavé vlastnosti. Vznikne nám suspenze – částice této kapaliny zůstanou odděleny od sebe a od vody.
Ale jakmile jsme přestali zkoušet míchat škrob, viděli jsme, že kapalina je již smíchána a dokonce se ukázalo, že je velmi homogenní. Nyní si s ním můžete hrát a studovat jeho vlastnosti.

Co dělat s nenewtonskou tekutinou?

Jsme první studovali jsme to jednoduše hmatem.
Pokud to rychle prohnětete prsty, naberete do hrsti a uděláte hrudky, přijde vám to jako tvrdé. Jakmile se ale zastavíte, všechny hrudky vám doslova protečou mezi prsty. To je samo o sobě velmi neobvyklý jev, se kterým se můžete vrtat hodinu!

Pokud tekutinu rozdrtíte v rukou, ztvrdne.

Pokud je kapalina ponechána v klidu, vyteče

Můžete to také zkusit „nalít“ tekutinu.
Pokud misku pomalu nakloníte, tekutina teče jako zakysaná smetana. Ale pokud ji prudce nakloníte, vůbec neteče. Děti proto vymýšlely zaměření, чтобы удивить папу. Витя показал ему миску с колышущейся белой водичкой и сказал, что выльет ее сейчас себе на голову. И не успел папа запротестовать, как Витя опрокинул миску с водой над своей головой – и ничего не произошло, жидкость просто не вылилась! Даже я, которая уже знала, что так и должно случиться, ахнула! Что же говорить о непосвященном в секрет фокуса человеке! Надо будет запомнить этот фокус – покажем на каком-нибудь детском празднике ?

Kapalina stéká dolů pomalu, ale nelze ji setřást ani vystříknout.

Pokud nádobu s tekutinou prudce otočíte, nevyteče vůbec.

To je také nemožné vylijte tekutinu z misky. Vůbec to nestříká! pokud vezmete míč a hodíte ho do misky, jednoduše se na něj přilepí a nedojde k žádnému očekávanému cákání! To je tak v rozporu s našimi každodenními představami o vlastnostech tekutin, že jsem stále posílal děti hrát si na podlahu – co kdyby se něco vylilo na koberec? ))) Ale nic se nevysypalo, samozřejmě)

Pokud něco hodíte do tekutiny, nedojde k žádnému rozstřiku.

Mimochodem, případné kapky, které dětem ukápnou z misky, se velmi snadno odstraní. Koneckonců, nepronikají na povrch, ale leží ve zcela suchých hrudkách. Jednoduše je posbíráte rukama a hodíte zpět do misky, kde se okamžitě promění zpět ve vodu.

Další zajímavá hra – sledujte, jak se hračky zasekávají v kapalině. Pokud je prudce „zadupnete“ na hladinu, snadno „přeběhnou“ misku rovnou vodou jako na suchu, ale pokud na jednom místě zaváhají, okamžitě se začnou potápět. A během pár sekund jsou zcela ponořeni do bažiny, ze které je pak velmi obtížné vytáhnout. Například tohoto mimozemšťana stojícího ve vodě po kolena je snazší zvednout společně s miskou, než jej z ní odlepit. Káťa se do poslední chvíle bála, že už tam její kotě nikdy nenajdeme)))
A nyní jsme z vlastní zkušenosti zažili, co se stane, když nás vcucne bažina nebo pohyblivý písek. Takhle to dopadá! Podobné efekty jsme už samozřejmě viděli na videích lidí, kteří procházeli nenewtonskou tekutinou, ale jedna věc je vidět to na videu a druhá věc je cítit to na vlastní prsty.

Jakékoli předměty v kapalině uvíznou jako v bažině.

Spousta dojmů a nových pocitů! To nelze vyjádřit fotografiemi ani slovy. Stačí naředit škrob vodou a vše pochopíte sami! Pokud jste to ještě neudělali, jděte a udělejte to hned teď!

Pokud běžíte po mokrém písku u moře, vaše nohy se mírně zaboří do písku. Při pomalé chůzi po stejné trase vám písek vysává nohy. Jedná se o jev nenewtonské kapaliny, která může být současně viskózní i kapalná. Můžete si ho vyrobit doma a provádět s ním zábavné experimenty.

Co je to nenewtonská tekutina, její vlastnosti

Abychom zjistili, co to je, podívejme se nejprve na newtonskou tekutinu. Již z názvu je zřejmé, že se řídí fyzikálními zákony. Podle definice Encyklopedie fyziky a technologie závisí viskozita takové kapaliny pouze na teplotě, tlaku a chemickém složení (pokud jsou přítomny nějaké nečistoty). Ostatní vnější vlivy jeho vlastnosti nemění. Typickým příkladem je voda.

Nenewtonská tekutina naopak některé fyzikální zákony obchází. Jeho viskozita závisí na rychlosti proudění tekutiny, vysvětluje Encyclopedia of Physics and Technology. Struktura nenewtonské kapaliny je velmi heterogenní a skládá se z velkých molekul. I v klidu se o sebe třou. Při vysokých rychlostech se zvyšuje tření a kapalina se mění v pevnou látku.

Rozdíl mezi těmito kapalinami lze snadno experimentálně dokázat. Pokud hrnek s vodou otočíte, voda z něj vyteče bez ohledu na to, zda hrnek nakloníte pomalu nebo rychle.

Mokrý písek na okraji moře je příkladem nenewtonské tekutiny: Pixabay

Když šálek obsahující nenewtonskou kapalinu pomalu převrátíte, tato pomalu vyteče. Pokud ale kelímek prudce otočíte, nic se nevylije. To je vysvětleno skutečností, že při vysoké rychlosti pohybu nenewtonské kapaliny se její viskozita výrazně zvyšuje, až se změní na pevnou látku. Příklady takové kapaliny:

• roztoky polymerů;
• želatinový roztok;
• Olejomalba;
• směs škrobu a vody;
• pohyblivý písek;
• hračka “lizun”.

V klidném stavu je to kapalná hmota, ale čím větší síla na ni působí, tím je pevnější. Ale ne všechny nenewtonské tekutiny se chovají stejně, když na ně působí síla. Některé, jak poznamenává Science Learning Hub, se mohou stát plynulejšími. Například zahuštěný med se při míchání stává tekutým.

Vlastnosti nenewtonské tekutiny jsou pro lidstvo natolik důležité, že se jimi zabývá samostatná věda – reologie (nauka o deformaci a tekutosti hmoty).

Jak vyrobit nenewtonskou tekutinu doma

Tato tekutina je běžná v každodenním životě. Jednou z nejjednodušších možností je směs škrobu a vody, která se používá k výrobě želé. Je perfektní pro provádění domácích experimentů a poznávání zajímavých vlastností nenewtonských kapalin.

K přípravě látky je třeba vzít:

• 500 g škrobu (bramborový nebo kukuřičný);
• 500 g vody.

Toto množství bude stačit na experimenty jednoho nebo dvou lidí. Při větším počtu experimentátorů nebo pro větší názornost lze hmotnost dvou ingrediencí zdvojnásobit – vzít 2 kg škrobu a 1 kg vody. Důležité je dodržet poměr 1:1. Příprava nenewtonské tekutiny:

1. Vezměte si nádobu, která je dostatečně hluboká a široká, aby se do ní vešly všechny ingredience a aby se do ní daly ponořit ruce.
2. Nalijte škrob do nádobí.
3. Ke škrobu přidejte vodu a ingredience postupně míchejte, dokud se nevytvoří „mléčná“ tekutina.

Proces míchání lžící nebo rukama lze svěřit dětem. Potěší je především druhá možnost.

Příklad nenewtonské tekutiny – směsi škrobu a vody: YouTube / Alex Boyko

Když je směs hotová, začněte experimentovat studiem vlastností neobvyklé kapaliny.

• Zkuste ponořit všechny prsty do škrobové tekutiny. To lze provést pouze pomalým ponorem.
• Nyní natáhněte prsty stejně pomalu. Kapalina na nich zůstane.
• Zkuste rychle vytáhnout prsty ponořené do tekutiny. Hmota bude stoupat spolu s prsty a nádobou.
• Zkuste si rychle ponořit prsty tak, že je doslova narazíte na tekutinu. Nic nevyjde. Povrch bude tvrdý. Pokud takovým roztokem naplníte velkou nádrž, můžete po ní běhat – vaše nohy nebudou ponořené v kapalině.
• Nalijte si do ruky trochu škrobového roztoku a snažte se ho svinout do koule, energicky pracujte prsty. Když koulíte, zformuje se a ztvrdne. Jakmile ale dlaň otevřete a přestanete ji ovlivňovat, rozteče se do louže.

Kulička roztoku tekutého škrobu: YouTube / Alex Boyko

Toto jsou neobvyklé vlastnosti, které má nenewtonská kapalina. Může se z něj stát pevné těleso, po kterém se dá i běhat, a pak se zase rozprostře jako tekutina. Takové zážitky jsou fascinující a umožňují vám bavit se a užitečně trávit čas.