يقال أحيانًا أنه من الضروري أن تكون مثل الماء الذي يبقى مائيًا ولكنه يأخذ شكل الحاوية التي تستقبله. هذه هي الخاصية التي تساعدنا إلى حد ما على التمييز بين المواد الصلبة والسوائل التي تتميز بالسيولة والمرونة وعدم الانضغاط. يمكن تفسير هذه السلوكيات المختلفة إذا بحثنا في البنية على المستوى الجزيئي في السوائل النيوتونية وغير النيوتونية. في السائل ، نجد أنه عندما يكون هناك سبب مشوه ، يمكن إزالة الجسيمات الموضوعة في البداية بالقرب من بعضها البعض إلى أجل غير مسمى من خلال قوة صغيرة وثابتة ، وهو أمر غير واضح في المادة الصلبة.
في بعض الحالات ، بمجرد اختفاء سبب التشوه ، لا تميل هذه الجسيمات إلى التجمع ، بل تعتمد على القوى بين الجزيئات التي تعمل في الداخل والتي تجعل المادة الصلبة صلبة والسائل سائلاً. ومع ذلك ، فإن الطبيعة ليست تخطيطية للغاية ، وبالتالي فهي تقدم لنا أيضًا مواد تظهر سلوكيات مختلفة وهي سوائل لزجة مرنة.
السوائل النيوتونية وغير النيوتونية
إنه بالتحديد من خلال مراقبة هذا النوع من السلوك يمكننا القيام به التمييز بين السوائل النيوتونية وغير النيوتونية. دعونا نرى ما هي الخصائص التي لديهم وكيف يمكننا التمييز بينها.
السوائل النيوتونية هي سوائل تتناسب الجهود فيها بشكل مباشر مع معدل التشوه. السوائل غير النيوتونية هي سوائل لا يتناسب فيها الضغط بشكل مباشر مع معدل الإجهاد. ماذا يعنى ذلك؟ دعونا نتناول النوع الأخير لنتخيل كيف يبدو. هناك اللزوجة يختلف باختلاف القوى التي يتفاعلون معها. عند الضغط عليه بعد ذلك ، يتحول السائل غير النيوتوني إلى جسم ذي قوام شبه صلب. إذا كان كذلك البلاستيك الكاذب تنخفض اللزوجة مع زيادة معدل التشوه ، بينما إذا كانت تتوسع فإنها تزداد مع زيادة معدل التشوه.
بناءً على اتجاه اللزوجة كدالة على مدة الجهد ، يمكن تمييزها سوائل متغيرة الانسيابية أو مضاد للتغير الانسيابي. نرى كيف يختلف وفقًا لمعدل التشوه ، ندرك ذلك سوائل البلاستيك الكاذبة أو تمدد. علاوة على ذلك ، إذا كان الضغط مستقلاً عن معدل الإجهاد ، فإن المادة تظهر تشوهًا بلاستيكيًا.
السوائل النيوتونية وغير النيوتونية: أمثلة
كما ستفهم ، أنا السوائل النيوتونية هم الأشخاص الذين اعتدنا على رؤيتهم والتعامل معهم ، من السهل إعطاء أمثلة ، فقط فكر الماء والزيت الطعام أو المحركات. السوائل ليس نيوتن هم بالتأكيد أكثر ندرة ولكن يمكننا الحصول عليها باستخدام مزيج من المواد التي تعطينا بعض الخصائص.
لا تتخيل من يعرف ماذا لأنه سيكون كافيًا على سبيل المثال الاختلاط نشا الماء والذرة (وتسمى أيضًا "maizena") أو نشا البطاطس الشائع. نحصل على سائل يتصرف بنا بطريقة غريبة. إنها تجربة لطيفة مع الأطفال أيضًا. إذا وضعناها في وعاء ثم قلبناها بسرعة ، أو إذا نشرناها بإصبع على سطح ، فإننا نرى أنها تظهر صلابة أكثر من خصائص السائل.
إنه نموذجي لغير النيوتونيين ، يطلق عليه "التثخين عند القص". وإلا فإن نفس السائل يتفاعل إذا أخضعناه لحركة ضعيفة وبطيئة ، على سبيل المثال إذا حاولنا إدخال عصا ، فسوف يتصرف مثل السائل.
السوائل غير النيوتونية: الاستعمال
بعد الاستغراب عن اكتشاف هذه السوائل الأصلية ، السحرية تقريبًا ، يتساءل المرء من الناحية العملية عن الغرض منها. على وجه الخصوص أنا سوائل البلاستيك الكاذبة يتم استخدامها أثناء عمليات الطلاء أو طباعة الشاشة. هناك منتجات تعمل كطلاء ويتم دهنها بالفرشاة أو بالرش ، لأنها سائلة ، لكنها تصبح صلبة بعد ذلك عندما لا نشدد عليها. حتى بدون الخوض في التقنية ، يمكننا أن نجد سوائل غير نيوتونية بداخلنا أيضًا - الدم - ومن حولنا - الأسفلت ومعجون الأسنان.
سائل غير نيوتوني: وصفة
دعنا نكتشف ، خطوة بخطوة ، كيفية تحضير ملف مائع من هذا النوع.
مكونات:
- 250 غرام نشاء الذرة (أو نشا البطاطس)
- 3 أكواب من الماء الدافئ
- 1 حوض كبير
- 1 ملعقة طعام
نضع أولاً النشا في الوعاء ثم نضيف الماء الفاتر ببطء ، ولا تتوقف عن الخلط. يجب أن نتوصل إلى مركب به تناسق الوحل. دعنا نحاول ممارسة قوة على السائل ونرى كيف يتفاعل لمعرفة ما إذا كان لديه الاتساق الصحيح أو ما إذا كنا بحاجة إلى ضبط الماء. إذا رش هناك الكثير وعلينا ذلك أضف النشا، إذا أصبح الأمر صعبًا عندما نلمسها بشدة ، فقد قمنا بعمل جيد. للحصول على نتيجة مبهجة من الناحية الجمالية ، يمكننا إضافة بضع قطرات من الصبغة التي نختارها.
هذا السائل من بين خصائصه أيضًا لا يتسخ ، لذلك يمكننا التعامل معه مع الحرية. يمكننا تحضير سائل خاص آخر ، بخصائص يمكننا تحديدها عكس ذلك ، عن طريق خلط الطين بالماء. تحصل على بعض الرمال المتحركة لأن حبيبات الصلصال تحتفظ بالمياه وتخزنها بداخلها ، ولكن عندما يتم لمسها بالقوة ، فإنها تطلق الماء وتتصرف كسائل بدلاً من مادة صلبة.
