Newton kuralına uymayan inanılmaz sıvı
Ev içi bir ebeveyn-çocuk programında, program grubunun yöneticisi çocuklara bir sorun ortaya attı: Hindistan cevizi sakızla nasıl kırılır? Çocuklar sakızı keskin koniler halinde sıktılar ve hindistan cevizini hızla sakıza çarptılar ve hindistan cevizi kırıldı. Bu sahneyi görünce, program grubunun programın etkisi için yanlış bir deney olduğunu hissetmelisiniz. Aslında bu, Newtoncu olmayan sıvı özelliklerini kullanan bir deneydir. Bu makaleyi okuduktan sonra, aniden bir netlik hissine kapılacaksınız ve hatta bu deneyi yapmak isteyebilirsiniz.
Newtonian akışkan VS Newton olmayan akışkan
Newton olmayan akışkanları anlamak için önce akışkanların ne olduğunu bilmeliyiz. Akışkan, katıya karşılık gelen bir cisim şekli olup, sıvı ve gaz için genel bir terimdir, temel özelliği belirli bir şekle ve akışkanlığa sahip olmamasıdır. Akış davranışı viskozite ile belirlenir, viskozite ne kadar düşükse akması o kadar kolay olur.
Viskozite özelliklerine göre, sıvılar iki temel türe ayrılabilir: Newtoniyen sıvılar ve Newtonyan olmayan sıvılar. Newton akışkanının viskozitesi esas olarak sıcaklıkla ilgilidir ve uygulanan basınçla hiçbir ilgisi yoktur. Dövüldüğünde veya çarpıldığında viskozitesi değişmeyecektir. Su ve alkol gibi çoğu saf sıvı ve hafif yağların hepsi Newton akışkanlarıdır. Newtonyan olmayan bir sıvı, vurma, çarpma veya üzerine basma gibi belirli bir kuvvete maruz kaldığında, viskozitesi değişecek veya viskozitesi azalacak ve akması kolaylaşacak veya viskozitesi artacak ve katı halde sertleşecektir. Yüksek moleküler ağırlıklı polimerlerin konsantre solüsyonları ve süspansiyonları genellikle domates sosu ve bal gibi Newton olmayan sıvılardır.
Bundan bahsetmişken, hala biraz kafanız karışmış olabilir, ikisi arasındaki farkı ayırt etmek zor. Ayağınızla leğen içindeki suya bastığınızı hayal edin Suyun birden katılaştığını hissetmeyeceksiniz, Newton sıvısı her zaman yumuşak sudur. Newtonyan olmayan sıvılar, belirli bir kuvvete maruz kaldıklarında viskozitelerini veya akış davranışlarını değiştirir. Örneğin, su ve nişastayı belirli bir oranda karıştırdıktan sonra Newton tipi olmayan bir sıvı oluşacaktır. El ile karıştırıldığında sıvı haldedir, ancak yumrukla dövüldüğünde katı gibi görünür! Yüzme havuzunun tamamı Newton kuralına uymayan bu sıvıdan yapılmışsa, "su şamandırası" elde etmek gerçekten mümkün olabilir!
Newtonyan olmayan akışkan türleri
Newtonyan olmayan akışkanlar, zamanla değişmeyen Newton olmayan akışkanlar ve zamanla değişen Newton olmayan akışkanlar olarak bölünebilir. Birincisinin viskozitesi, uygulanan basıncın boyutuyla, ikincisi ise basıncın uygulanma zamanıyla ilgilidir.
Zamanla değişmeyen Newtonian olmayan sıvılar, psödoplastik sıvılar ve şişen plastik sıvılara bölünür.
Psödoplastik sıvının viskozitesi artan basınçla azalır. Domates sosu gibi. Ketçabı şişeden çıkarmak istiyor, ancak doğrudan dökmekte zorlanıyorsan. Bu sefer ne yapacaksın? Şişeyi sallayacak ya da çarpacaksınız. Bu, ketçapın viskozitesini azaltacak ve daha kolay akacak, böylece dökülmesi daha kolay olacaktır.
Uygulanan basınç arttıkça şişen sıvının viskozitesi artar. Örneğin, "Ou Bu kırık" -bu, pişmemiş muhallebiye benzer şekilde mısır unu ve su karışımıdır. Başlangıçta bir tür akan mukustu, aniden strese girdiğinde, bir katı kadar katı hale gelecektir. Örneğin, bir çekiçle vurursanız, her yere sıçramayacak, ancak daha güçlü hale gelecektir. Elinizde yuvarlarsanız, sert bir top haline gelir ve yuvarlanmayı bıraktığınızda, hemen akan bir sıvı haline gelir ve parmak uçlarınızdan kayar. Bu durumda, uygulanan basınç arttıkça bu maddenin viskozitesi veya akış direnci artacaktır.
Zamanla değişen Newton olmayan sıvılar, tiksotropik sıvılar ve reolojik sıvılara bölünebilir. Tiksotropik sıvılar için, basınç ne kadar uzun süre uygulanırsa, viskozite o kadar düşük olur. Örneğin bal için sürekli karıştırmak balın daha pürüzsüz ve pürüzsüz olmasını sağlayacaktır. Bunun tersi reolojik sıvılar için geçerlidir, basınç ne kadar uzun süre uygulanırsa viskozite o kadar yüksek olur. Örneğin, siz dövdükçe krema kalınlaşır.
Newton olmayan akışkanları anlamanın faydası nedir?
Newtonian olmayan akışkanları anlayarak, hayattaki görünüşte inanılmaz olan birçok fenomenin bilim tarafından açıklanabileceğini anlayabiliriz. Örneğin, sakız hindistan cevizini neden kırabilir? Neden bataklıkta ne kadar çok mücadele edersen, o kadar derine batarsın? Sakız Newton yasalarına uygun olmayan bir sıvı olduğu için, aniden daha büyük bir basınca maruz kaldığında, sakız konisi katı kadar sertleşir ve hindistancevizi kırılabilir. Bataklık ayrıca Newtoncu olmayan bir sıvı olarak kabul edilir ve ne kadar çok karıştırılırsa o kadar ince olur ve içine batması kolaydır.
Newtonyan olmayan akışkanların özelliklerini kullanarak bazı problemlerin önüne geçebiliriz. Örneğin, belirli kil türleri üzerine evler inşa etmekten kaçınabiliriz. Deprem bu tür kile baskı yapacağından, görünüşte katı gibi görünen kilin viskozitesinin basınç altında azalması ve akan bir sıvı haline gelmesi mümkündür.Bu tür bir kil üzerine bir ev inşa edilirse, büyük güvenlik riskleri olacaktır. .
Aynı zamanda ürünlerimizi sürekli iyileştirmek için bu sıvının özelliklerini de kullanabiliriz. Örneğin, bilim adamları, sıvı vücut zırhında kullanılmak üzere yüksek performanslı dolgular yapmak için Newton olmayan sıvıların kullanımını araştırıyorlar Açıkçası, bu yeni ürün ağırlığı daha iyi azaltabilir ve güvenlik performansını artırabilir.
Hayat güzellikten yoksun değildir, güzelliği keşfedecek gözlerden yoksundur. Hayattaki ilginç olaylara dikkat edin, keşfetmeyi ve keşfetmeyi öğrenin, bir sonraki bilim adamı olabilirsiniz.
