Твердая жидкость

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Однажды на ужин в моей семье были спагетти и мама подала на стол бутылку кетчупа. Как я не пытался добавить его в блюдо, кетчуп не вытекал из бутылки. Я спросил взрослых: Почему?
Папа ответил: потому что он относится к особенным жидкостям, которые называются неньютоновкие.
И тут мне стало интересно, а что такое неньтоновские жидкости?

ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ, ГИПОТЕЗА
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: воспроизвести в домашних условиях твердую жидкость и проверить ее свойства.
ЗАДАЧИ:
1. Сравнить свойства жидкости и твердого тела между собой.
2. Найти примеры в природе и в быту необычных субстанций и определить, чем же они являются.
3. Создать в домашних условиях твердую жидкость и проверить ее свойства.
ГИПОТЕЗА - жидкости определенного типа могут обладать свойствами, аналогичными свойствам твердых тел.

Объект исследования: неньютоновская жидкость.
Предмет исследования: свойства неньютоновской жидкости.
Методы исследования:
анализ и классификация наблюдение
сравнение
сопоставление
эксперимент

Свойства жидкостей и твердых тел
ЖИДКОСТИ:
- НЕ ИМЕЮТ ОПРЕДЕЛЕННОЙ ФОРМЫ
- НЕ СЖИМАЮТСЯ
ТВЕРДЫЕ ТЕЛА:
- ИМЕЮТ ОПРЕДЕЛЕННУЮ ФОРМУ
- НЕ СЖИМАЮТСЯ

А как же такие жидкости, как например, КЕТЧУП?
Поначалу он никак не желает вытекать из бутылки, но стоит похлопать по донышку – сразу выплескивается наружу, часто оказываясь не там, где следует.
Что с этим соусом не так?

Коварство кетчупа связано с его составом. Тут есть и мелкие молекулы воды, и огромные макромолекулы сложных форм. Пока соус находится в покое, они сцепляются друг с другом (как в твердом теле), делая его густым и вязким. Но как только что-нибудь заставит кетчуп двигаться, сцепление ослабевает, и он становится текучим, словно вода.
Жидкости, вязкость которых при движении меняется необычным образом, называют НЕНЬЮТОНОВСКИМИ.

ПРИМЕРЫ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ В ЖИЗНИ И ПРИРОДЕ
кетчуп;
лак для ногтей;
чернила для принтера;
йогурт или сметана;
краска;
кровь;
зыбучие пески.

Проверим на практике свойства неньютоновской жидкости.
Для ее изготовления нам понадобится:
Чистая вода.
Пищевой крахмал.
Большая ёмкость для смешивания.

Этапы изготовления
ПОСТЕПЕННО ДОБАВЛЯТЬ КРАХМАЛ В ПРОПОРЦИИ 1:1 ИЛИ 1:1.5
ОСТАВИТЬ НА 40 МИНУТ И ЖИДКОСТЬ НАЧИНАЕТ ГУСТЕТЬ

Через 40 минут…
ЕСЛИ СОСТАВ БЫСТРО МЯТЬ В РУКАХ, ОН СТАНОВИТСЯ ТВЕРДЫМ.
ВО ВРЕМЯ БЕЗДЕЙСТВИЯ СУБСТАНЦИЯ СНОВА СТАНОВИТСЯ ЖИДКОЙ.

При медленном наклоне руки, жидкость течет с пальцев как сметана. Но, если перевернуть руку резко, ничего не потечет.

СУБСТАНЦИЮ НЕВОЗМОЖНО СТРЯХНУТЬ С ЛАДОНИ. КАПЛИ НА ПОВЕРХНОСТИ ПРЕВРАЩАЮТСЯ В СУХИЕ КОМКИ.
ПРЕДМЕТЫ ВЯЗНУТ В СУБСТАНЦИИ, КАК В ТРЯСИНЕ. НО, ЕСЛИ ИХ БЫСТРО ПЕРЕМЕЩАТЬ ПО ПОВЕРХНОСТИ, ДВИГАЮТСЯ КАК ПО СУШЕ.

ЭКСПЕРИМЕНТ С ЯЙЦОМ
ЯЙЦО ПОМЕЩАЕМ В ПАКЕТ С ОБЫЧНОЙ ВОДОЙ
ЯЙЦО ПОМЕЩАЕМ В ПАКЕТ С НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТЬЮ

С одинаковой высоты бросаем пакет с яйцом на твердую поверхность
ЯЙЦО В ПАКЕТЕ С ВОДОЙ РАЗБИЛОСЬ
ЯЙЦО В ПАКЕТЕ С НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТЬЮ ОСТАЛОСЬ ЦЕЛЫМ

Опыт с яйцом показывает, что при ударе неньютоновской жидкости, один ее слой становится твердым, следующий становится плотным, а чем дальше от пола, тем более жидкий становится слой. Яйцо благодаря распределению плотности погасило скорость падения и не разбилось.
Такое свойство неньютоновской жидкости нашло применение в изготовлении бронежилетов и горнолыжного снаряжения (наколенники, налокотники) .
Другие уникальные свойства неньютоновской жидкости могут найти применение или уже нашли в таких областях как медицина (контролировать вязкость крови), автопром (для уменьшения трения между деталями двигателя), косметология (чтобы косметика держалась на коже), кулинария (соусы) и др.

Выводы :
Неньютоновские жидкости не поддаются законам обычных жидкостей, эти жидкости меняют свою плотность и вязкость при воздействии на них физической силой. Если воздействовать механически на обычную жидкость, то чем сильнее воздействовать, тем быстрее она будет течь и менять свою форму. Если воздействовать на неньютоновскую жидкость механическими усилиями, мы получим совершенно другой эффект, жидкость начнет принимать свойства твердых тел и вести себя как твердое тело.
Мы смогли получить неньютоновскую жидкость в домашних условиях и на практике проверили некоторые свойства такой жидкости.
Гипотеза исследования подтвердилась. Действительно, в природе существуют жидкости определенного типа , которые могут обладать свойствами, аналогичными свойствам твердых тел
Природа – настоящая физическая лаборатория, в которой человек должен быть активным наблюдателем и уметь использовать уникальные свойства для своих нужд.