в чем разница между ньютоновскими и неньютоновскими жидкостями

Загадки неньютоновской жидкости

Человек на протяжении нескольких тысячелетий проявляет значительный интерес к изучению жидкости, этот интерес вызван рядом причин.

Во — первых, наличие в природе значительных запасов жидкостей, которые легкодоступны человеку.

Во — вторых, жидкие тела обладают рядом полезных свойств, которые можно без особых проблем использовать в повседневной жизни.

В — третьих, немаловажным фактором является то, что большинство химических реакций протекают в жидкой фазе (чаще всего в водных растворах).

Жидкостью — это одно из состояний вещества, основным свойством которой, является способность неограниченно менять форму под внешним воздействием, сохраняя при этом объём. К Физическим свойствам жидкости относятся: текучесть, сохранение объёма, вязкость, испарение, кипение и т.д.

В гидродинамике жидкости делятся на ньютоновские и неньютоновские?

Откуда возникло такое деление?

В конце XVII века Исаак Ньютон обратил внимание, что быстро грести вёслами гораздо тяжелее, нежели если делать это медленно. Он сформулировал закон, согласно которому вязкость жидкости увеличивается пропорционально силе воздействия на неё. Следовательно, Ньютоновская жидкость это вязкая жидкость, подчиняющаяся в своём течении закону вязкого трения Ньютона.

А неньютоновская жидкость та, при течении которой её вязкость зависит от градиента скорости. К ним можно отнести масляные краски, зубную пасту, болото, жидкое мыло, зыбучие пески и др.

На сегодняшний день существует множество примеров применения такой жидкости: в кулинарии, косметологии, медицине и др.

С целью выяснения распространённости знаний о существовании неньютоновских жидкостей было проведено анкетирование студентов, преподавателей и родителей учащихся.

Результаты показали: около 50% опрошенных ответили, что существуют жидкости по поверхности которых ходить можно и это не вода. Остальные же не верят в существование такие жидкостей или попросту о них не знают. Результаты анкетирования убедительно показали, что данная работа будет интересна не только студентам, но и взрослым.

Таблица 1 Результаты анкетирования

Для исследования свойств неньютоновской жидкости мы совместно с преподавателем ее приготовили, смешав при этом крахмал и воду в пропорциях 1:1. В результате получили вязкую жидкость, обладающую уникальными свойствами.

Опыт №1. Заметили, если мешать быстро, чувствуется сопротивление, а если медленнее, то нет.

Опыт №2. Так, если в воду бросить предмет он упадет на дно, но если этот же предмет бросить в неньютоновскую жидкости он какое то время будет на поверхности, как если бы он соприкоснулся с твёрдым веществом.

Опыт №3. Кроме того, можно опустить руку в жидкость и резко сжать пальцы. Можно почувствовать, как между ними образовалась твёрдая прослойка.

Опыт №4. Если опустить предмет в эту смесь и резко попытаться её вытянуть, то большая вероятность, что она поднимется вслед за ним, в отличие от воды.

Опыт №5. Когда быстро воздействовать на жидкость, например, катать шарик, то он получится на самом деле, но как только мы прекратим это воздействие, то жидкость растечется в руке. Следовательно, если воздействовать на неньютоновскую жидкость механическими усилиями, жидкость начнет принимать свойства твердых тел и вести себя как твердое тело, а если это прекратить, то она снова примет свойства жидких тел.

Опыт №6. Течение вязкой жидкости. Неньютоновскую жидкость выливали с высоты 15 см и наблюдали: что струйка начинает накручиваться колечками или складываться складками, образуя «жидкий канат». Это получалось из-за того, что падая и ударяясь о поверхность, струйка сжимается.

В результате проведенных опытов было выявлено ряд различий свойств ньютоновской и неньютоновской жидкостей, что позволяет ее использовать в современном мире. А также был проведён обзор теоретических источников информации. Проведена серия экспериментов с неньютоновской жидкостью. Были выполнены все поставленные задачи, сделаны все запланированные опыты и подтверждена гипотеза: неньютоновская жидкость, это смесь, которая действительно обладает свойствами жидкостей, а также некоторыми «особыми» свойствами и по ней можно ходить!

Таблица 2 Сравнение свойств ньютоновской и неньютоновской жидкостей

Существует много удивительных вещей вокруг нас, и неньютоновская жидкость яркий этому пример. Мы надеемся, что нам удалось наглядно продемонстрировать ее удивительные свойства.

Источник

Физика неньютоновской жидкости

Вы будете перенаправлены на Автор24

Первые научные работы о характеристиках неньютоновских жидкостей появились еще в 50-х годах прошлого столетия и были непосредственно связаны со стремительным развитием бионики, биомеханики, биогидродинамики и пищевой промышленности. Широкое применение нанопорошковых и полимерных присадок в целом ряде сложных задач гидродинамики на сегодняшний день вновь вызвало небывалый интерес к неньютоновским жидкостям.

Рисунок 1. Примеры неньютоновской жидкости. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Свойства неньютоновских жидкостей исследует наука реология, методы и принципы которой направлены на изучение деформационных положений реальных тел и нюансов текучести физического вещества.

Реология также рассматривает действующие на материальное тело механические напряжения и вызываемые в результате этого эффекта деформации.

Термин «реология» ввёл выдающийся американский физик-теоретик Юджин Бингам. Официально данное определение было учреждено на 3-м симпозиуме по пластичности на территории США в 1929 году, однако отдельные положения реологии устанавливались задолго до этого.

Ньютоновские и неньютоновские жидкости

Если в движущихся частицах их вязкость зависит только от природы и температуры и не зависит от градиента скорости, то такие элементы в физике называют ньютоновскими.

Готовые работы на аналогичную тему

Реальные жидкости на практике могут быть неньютоновскими и ньютоновскими.

В ньютоновских веществах при движении одного потока жидкости относительно другого показатель касательного внутреннего напряжения пропорционален скорости сдвига.

При относительном и стабильном покое эти напряжения всегда равны нулю. Такая закономерность была впервые установлена Ньютоном в 1686 году, поэтому эти объекты (масло, вода, бензин, глицерин, керосин и др.) носят названия ньютоновские. Указанные жидкости не оснащены большой подвижностью и отличаются от неньютоновских жидкостей наличием касательных напряжений в состоянии покоя.

Ньютоновскими считаются достаточно большая часть жидкостей, с которыми ученые привыкли иметь дело: водные растворы, вода, нефтепродукты, ацетон и так далее.

Течение ньютоновских жидкостей полностью подчиняется уравнению Ньютона-Петрова, то есть касательное и внутреннее напряжение, а также градиент плотности линейно зависимы, а параметр пропорциональности η между указанными величинами выступает в качестве связующего звена.

Неньютоновские жидкости не поддаются принципам и законам обычных жидкостей. Эти вещества меняют собственную плотность и вязкость при влиянии на них физической силой, причем не только механическим действием, но и даже звуковыми нестабильными волнами.

Если воздействовать на неньютоновскую жидкость только механическими усилиями, возможно получить совершенно иной эффект:

Например, водный раствор крахмала при разных ситуациях ведет себя по-разному в зависимости от внешнего воздействия.

Классификация неньютоновских жидкостей

Известные классификации неньютоновских жидкостей изначально построены на эмпирических формулах, которые связывают скорость деформации и вязкость. По этим уравнениям исследователи выстраивают кривые течения жидкостей.

Согласно методам Ньютона-Петрова, график зависимости внутреннего напряжения от градиента начальной скорости представляет собой прямую линию, которая выходит из начала координат. Наклон данной прямой прямо пропорционален плотности ньютоновской жидкости. Неньютоновскими, или аномальными, называют такие жидкости, течение которых не может подчиняться закону Ньютона, для них все касательные напряжения обозначаются более сложными зависимостями, чем формулы Ньютона-Петрова.

Таких, аномальных с точки зрения современной гидравлики, жидкостей крайне немало.

Они широко применяются в химической нефтяной, перерабатывающей и других сферах промышленности.

Неньютоновские жидкости подразделяют на три основные группы:

К первой группе ученые относят только вязкие (или стационарные) жидкости, характеристики которых находятся вне зависимости времени. По виду таких кривых выделяют следующие жидкости этой подгруппы: псевдопластичные, бингамовские и дилатантные.

Ко второй группе жидкостей принято относить неньютоновские жидкие вещества, свойства которых зависят от времени. Эти жидкости на данный момент подразделяют на тиксотропные и реопектические.

К третьей группе относятся вязкоупругие, или максвелловские элементы. Кажущаяся вязкость этих веществ уменьшается под влиянием напряжений, после снятия которых объекты частично восстанавливают начальную форму. К этому типу жидкостей возможно причислить некоторые пасты и смолы тестообразной консистенции

Применение неньютоновских жидкостей

На сегодняшний день неньютоновсские жидкости используются практически во всех сферах жизнедеятельности человека рассмотрим некоторые из них:

Источник

Ньютоновские и неньютоновские жидкости

Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона.

Биореология.

Основной причиной, передвижения реальной жидкости по сосудам является разностью давлений в начале и в конце сосудов. В кровеносной системе эту разность давлений обеспечивает работа сердца.

Течение крови зависит как от свойств крови, так и от свойств кровеносных сосудов. Механические свойства кровеносных сосудов определяются главным образом свойствами коллагена, эластина и гладких мышечных волокон.

Деформация кровеносного сосуда как результат действия давления изнутри на упругий сосуд определяется уравнением Ламе :

При течении реальной жидкости (которой является и кровь) отдельные ее слои воздействуют друг на друга с силами, касательными к слоям. Это явление называется внутренним трением или вязкостью (h).

Сила внутреннего трения (F_тр) пропорциональна площади S взаимодействующих слоев и тем больше, чем больше скорость их относительного движения. Так как разделение на слои условно, то принято выражать силу в зависимости от изменения скорости, отнесенного к длине в направлении, перпендикулярном скорости, т.е. dv/dx

Ньютоновскими называют жидкости, вязкость которых зависит только от ее природы и температуры и не зависит от градиента скорости. Такие жидкости подчиняются уравнению Ньютона, поэтому их называют Ньютоновскими.

Неньютоновскими называют жидкости, вязкость которых зависит не только от ее природы и температуры, но и от градиента скорости. Они не подчиняются уравнению Ньютона. Иногда вязкость ньютоновских жидкостей называют нормальной, а неньютоновских – аномальной.

Жидкости, состоящие из сложных и крупных молекул, например, растворы полимеров, и образующие благодаря сцеплению молекул или частиц пространственные структуры, являются неньютоновскими. Их вязкость при прочих равных условиях много больше, чем у простых жидкостей. Увеличение вязкости происходит потому, что при течении этих жидкостей работа внешней силы затрачивается не только на преодоление истинной, ньютоновской вязкости, но и на разрушение структуры.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Кровь как неньютоновская жидкость.

Ньютоновские жидкости – жидкости, вязкость которых не зависит от градиента скорости(т.е.вязкость постоянна).Это все низкомолекулярные в-ва в жидком состоянии, их смеси и истинные растворы в них низкомолекулярных в-в (вода, органич. жидкости, расплавл. металлы, соли и стекло при темп-ре выше темп-ры размягчения). Такие жидкости подчиняются уравнению Ньютона:

Коэффициент пропорциональности η (греческая буква «эта») называют коэффициентом внутреннего трения или динамической вязкостью. Единицей динамической вязкости (или просто вязкости) в системе СИ является паскаль-секунда (Па·с)

dv/dx – производная, называемая градиентом скорости.

S – площадь взаимодействующих слоев

Неньютоновские жидкости – вязкость которых зависит от градиента скорости (т.е.вязкость не постоянная) Они не подчиняются уравнению Ньютона. Это жидкости, состоящие из крупных и сложных молекул, например эмульсии, суспензии, пены и кровь.Такие жидкости содержат молекулы или частицы, склонные к образованию пространственных структур.

Цельная кровь (суспензия эритроцитов в белковом растворе – плазме крови) в отличие от плазмы крови является неньютоновской жидкостью.Вязкость крови уменьшается с увеличением скорости v (или градиента скорости dv/dx) течения крови.Связано это с тем, что в неподвижной крови или при малых скоростях ее течения эритроциты склонны к агрегации (слипанию) и образуют структуры, напоминающие столбики монет («монетные столбики»), что приводит к возрастанию вязкости. При увеличении скорости движения крови «монетные столбики» разрушаются, и вязкость крови снижается. При остановке движения крови, эритроциты быстро (примерно, за 1 с) вновь собираются в «монетные столбики».

Вопрос №13 Течение вязкой жидкости по трубам формула Пуазейля

Наибольшей скоростью обладает слой, текущий вдоль оси трубы. Здесь градиент скорости равен нулю и наблюдается самое малое трение. Примыкающий к стенке сосуда слой жидкости неподвижен В данных точках сосуда градиент скорости имеет максимальное значение и наблюдается самое большое трение.

Движение тел в вязкой жидкости. Закон Стокса.

Вязкость проявляется при движении не только жидкости по сосудам, но и тел в жидкости. При небольших скоростях в соответствии с уравнением Ньютона сила сопротивления движущемуся телу пропорциональна вязкости жидкости, скорости движения тела и зависит от размеров тела. Так как невозможно указать общую формулу для силы сопротивления, ограничимся рассмотрением частного случая.

Закон Стокса:

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ.КЛИНИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ КРОВИ.ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВЯЗКОСТИ КРОВИ

Совокупность методов измерения вязкости называют вискози­метрией, а приборы, используемые для таких целей, — вискозиметрами. Рассмотрим наиболее распространенные методы вискозиметрии. Капиллярный метод основан на формуле Пуазейля и заключается в измерении времени протекания через капилляр жидкости известной массы под действием силы тяжести при определенном’ перепаде давлений. Капиллярный вискозиметр применяется для определения вяз­кости.

Метод падающего шарика используется в вискозиметрах, осно­ванных на законе Стокса. Из формулы находим

Таким образом, зная величины, входящие в правую часть этой формулы, и измеряя скорость равномерного падения шарика, можно найти вязкость данной жидкости.

Применяются также ротационные вискозиметры, в которых жидкость находится в зазоре между двумя соосными телами, на­пример цилиндрами. Один из цилиндров (ротор) вращается, а другой неподвижен. Вязкость измеряется по угловой скорости ро­тора, создающего определенный момент силы на неподвижном цилиндре, или по моменту силы, действующему на неподвижный цилиндр, при заданной угловой скорости вращения ротора.

С помощью ротационных вискозиметров определяют вязкость жидкостей в интервале 1—10 5 Па • с, т. е. смазочных масел, рас­плавленных силикатов и металлов, высоковязких лаков и клеев, глинистых растворов и т. п.

В ротационных вискозиметрах можно менять градиент скорости, задавая разные угловые скорости вращения ротора. Это позволяет измерять вязкость при разных градиентах и установить зависимость η = f(dv/dx), которая характерна для неньютоновских жидкостей.

В настоящее время в клинике для определения вязкости крови используют вискозиметр Гесса с двумя капиллярами

В вискозиметре Гесса объем крови всегда одинаков, а объем во­ды отсчитывают по делениям на трубке 1, поэтому непосредствен­но получают значение относительной вязкости крови. Для удобст­ва втсчета сечения трубок 1 и 2 делают различными так, что, не­смотря на разные объемы крови и воды, их уровни в трубках будут примерно одинаковы.

Вязкость крови человека в норме 4—5 мПа • спри патологии колеблется от 1,7 до 22,9 мПа * с, что сказывается на скорости оседания эритроцитов (СОЭ). Венозная кровь обладает несколько большей вязкостью, чем артериальная. При тяжелой физической работе увеличивается вязкость крови. Некоторые инфекционные заболевания увеличивают вязкость крови, другие же, например брюшной тиф и туберкулез, — уменьшают.

Источник

А все ли жидкости жидкие?

1. Введение

Жидкость окружает везде и всегда. Сами люди состоят из жидкости, вода дает нам жизнь, из воды мы вышли и к воде всегда возвращаемся. Но что же такое жидкость? С научной точки зрения, жидкость это – одно из агрегатных состояний вещества. Как вы себе представляете жидкость? Какими свойствами она должна обладать? В первую очередь, наверное, она должна литься, растекаться и так далее, а уж никак не выдерживать вес человека или занимать вертикальное положение, но не все в нашем мире так просто.

Однажды по телевизору я услышала такое понятие « неньютоновская жидкость». Да, мы на уроках изучаем состояния тел, но то, что представляет из себя неньютоновская жидкость, я не знала даже из курса физики. И мне стало интересно, что же это такое и какими основными свойствами обладает. Это и стало основной целью моей работы. Таким образом, цель работы – определение свойств неньютоновской жидкости и получение их экспериментальным путем.

Актуальность работы. Я считаю, что моя работа очень актуальна. В мире очень много жидкостей, которые нас окружают. И нам важно знать все виды этих жидкостей, в том числе и неньютоновская жидкость. Может, за ней будущее?

Задачи:

Методы исследования:

Объект исследования: различные жидкости в природе и их свойства, в том числе неньютоновская жидкость.

Предмет исследования: определение основных свойств жидкости экспериментальным путём.

Гипотеза: я предполагаю, что неньютоновская жидкость – это смесь, которая обладает свойствами жидкостей, а также некоторыми «особыми» свойствами.

2. Основная часть

2.1. Жидкость и её свойства

Жидкость – одно из состояний вещества, промежуточное между твердым и газообразным. Основным свойством жидкости является то, что она способна менять свою форму под действием механического воздействия. Идеальные – невязкие жидкости, обладающие абсолютной подвижностью, т.е. отсутствием сил трения и касательных напряжений и абсолютной неизменностью, а объёме под воздействием внешних сил.

Основным свойством жидкостей является текучесть. Если к участку жидкости, находящейся в равновесии, приложить внешнюю силу, то возникает поток частиц жидкости в том направлении, в котором эта сила приложена: жидкость течёт. Таким образом, под действием неуравновешенных внешних сил жидкость не сохраняет форму и относительное расположение частей и поэтому принимает форму сосуда, в котором находится. Жидкость не имеет предела текучести: достаточно приложить сколь угодно малую внешнюю силу, чтобы жидкость потекла.

Вязкостью обладают все жидкости (кроме сверхтекучей фракции жидкого гелия), и у всех она разная. Сжиженные газы очень текучи, жидкости при комнатной температуре тоже не слишком вязкие. Наибольшей же вязкостью обладают сложные жидкие системы: гели, эмульсии или суспензии, в том числе, жидкости с крайне высокой вязкостью – стёкла и аморфные твердые тела. 2

2.2. Ньютоновские и Неньютоновские жидкости.

Ньютоновской жидкостью называют жидкость, при течении которой ее вязкость зависит от градиента скорости. Обычно такие жидкости сильно неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры. Исаак Ньютон – английский ученый, один из создателей новоевропейской науки. Он открыл закон вязкого трения, который устанавливает наличие линейной зависимости. Он также сформулировал основные законы классической механики (законы Ньютона), открыл закон всемирного тяготения. Что же такое неньютоновская жидкость?

Неньютоновскими, или аномальными, называют жидкости, течение которых не подчиняется закону Ньютона. Таких, аномальных с точки зрения гидравлики, жидкостей немало. Они широко распространены в нефтяной, химической, перерабатывающей и других отраслях промышленности. Если на них воздействовать резко, сильно, быстро – они проявляют свойства, близкие к свойствам твердых тел, а при медленном воздействии становится жидкостью. 3 К неньютоновским жидкостям можно отнести буровые растворы, сточные грязи, масляные краски, зубную пасту, кровь, жидкое мыло и др.

Зыбучий песок, так же как и разные виды так называемых неньютоновских жидкостей, обладает свойствами, характерными как для твердых объектов, так и для обыкновенных жидкостей. Неньютоновские жидкости состоят из мелких частиц, распределенных в жидкости, причем внешне могут напоминать твердые субстанции или гель. В Английском языке, впрочем, такие жидкости принято обозначать как “fluids”, тогда как обыкновенные жидкие вещества названы привычным словом “liquids”. 4

2.3. Исследование знаний учащихся по данной теме

Учащимся 7-9 классов была предложена анкета по исследуемой теме.

Знаете ли вы что такое жидкость?
____________________________________________________

2. может ли жидкость становится твердой? если да, то почему.

3.Слышали вы о таком понятии, как « Неньютоновская жидкость»?

4.Что может являться простейшим наглядным бытовым примером неньютоновской жидкости?

Мы получили следующие результаты.

7 класс

8 класс

9 класс

1.Знаете ли вы что такое жидкость?

2 может ли жидкость становится твердой?

Да – 6
Нет – 0
Не знаю – 8

Да – 3
Нет – 0
Не знаю – 5

Да – 3
Нет – 0
Не знаю – 6

3. Слышали вы о таком понятии, как « Неньютоновская жидкость»?

4. Что может являться простейшим наглядным бытовым примером неньютоновской жидкости?

Правильно – 1
Неправильно – 0
Не ответили – 13

Правильно – 1
Неправильно – 0
Не ответили – 7

Правильно – 1
Неправильно – 0
Не ответили – 8

На первый вопрос, знаете ли вы, что такое жидкости, мы получили следующие результаты:

Таким образом, все тестируемые знают, что такое жидкость, и встречаются с жидкостями в жизни.

На второй вопрос, может ли жидкость становится твёрдой, мы получили следующее:

Таким образом, мы видим, что большая часть тестируемых не знают о неньютоновской жидкости и не слышали о таком свойстве жидкости, как твёрдость.

На 3 вопрос, слышали ли вы о таком понятии, как неньютоновская жидкость, были получены результаты:

Больше половины учащихся не слышали о таком понятии, и не знают что это такое.

На 4 вопрос, что является простейшим бытовым примером неньютоновской жидкости, получили следующие результаты:

Таким образом, ровно 3 человека смогли привести примеры неньютоновской жидкости из жизни, остальные учащиеся, участвующие в опросе, не ответили ничего.

Можно сделать вывод, что учащиеся 7-9 классов знают, что такое жидкость, но ни разу не слышали о том, что жидкость может быть твёрдой. Поэтому мы решили экспериментальным путём определить основные свойства неньютоновской жидкости.

2.4. Практическая часть. Изготовление неньютоновской жидкости

Приготовление жидкости в домашних условиях:

1. Приготовьте крахмал и воду.

Берем 1 стакан воды и 2, 5 стакана крахмала.

2. Вливая воду в крахмал, медленно размешиваем массу (быстро мешать будет трудно).

3. По желанию можно добавит любой краситель. Это придаст жидкости красивый цвет.

4. Жидкость готова. Будем приступать к проведению экспериментов.

2.4. Исследование свойств ньютоновской и неньютоновской жидкости

Эксперимент №1. Определение плотности жидкости

Расчет по формуле которую известна из курса физики ρ = m/V

Неньютоновская жидкость

ρ, например, обычной воды известна из курса физики 7 класса и равна 1000 кг/м3

V измерила мерным стаканчиком = 25мл (25*10″-6″ м³)

m измерила при помощи механических весов. Масса жидкости в стакане 80 г, а масса стакана – 50. Масса смеси, без учёта массы стакана = 30 гр. (30*10″-3″ кг)

Подставила значение в формулу и получила, что ρ = 1200 кг/м³

Вывод. Таким образом, мы видим, что при расчётах и вычислениях плотности плотность неньютоновской жидкости больше, чем, например, плотность обычной воды. Это обуславливается тем, что плотность неньютоновской жидкости в нашем случае состоит из плотности крахмала и плотности воды.

Эксперимент №2. Определение скорости течения жидкости

Вычисления будем проводить по известной нам формуле

Ньютоновская жидкость

Неньютоновская жидкость.

От определённой точке на листе бумаги, мы налили немного воды. И за 18 секунд проверили, на какое расстояние наша вода растеклась.

Произвели вычисления и получили следующее:

За 15 секунд вода растеклась на расстоянии 16 см (0,16 м).

Мы произвели вычисления и получили, что скорость течения воды в данном случае равна 0,009 м/с

С неньютоновской жидкостью мы провели аналогичный эксперимент, как с водой. От определённой точки на листе бумаги мы налили неньютоновской жидкости и определили расстояние, на которое наша жидкость растеклась. Мы так же, как и в предыдущем случае, засекли 18 секунд и заметили, что неньютоновская жидкость растеклась на 10 см. (0,1 м).

При вычислении мы получили, что скорость течения неньютоновской жидкости равна 0,006 м/с

Вывод: После проведения данного эксперимента мы можем сделать вывод, что неньютоновская жидкость растекается медленнее, чем обычная вода, а всё из-за того, что проявляются свойства неньютоновской жидкости: при выливании жидкости она становится очень твёрдой и почти не растекается по листу бумаги.

Эксперимент №3. Определение давления жидкости

Вычисления проводятся по формуле определения давления жидкости.

Ньютоновская жидкость

Неньютоновская жидкость.

Эксперимент №4. Определение поведения жидкости при нагревании

В данном эксперименте у нас получилось 2 случая.

1 Случай. В данном эксперименте мы нагреем обычную, немного подкрашенную воду и неньютоновскую жидкость на газовой плите. Посмотрим в чём их схожесть и в чём их различие.

Ньютоновская жидкость

Неньютоновская жидкость

Мы используем обычную воду. Спустя некоторое время наша вода закипает и начинает испаряться.

При сильном нагревании на плите неньютоновская жидкость затвердевает, то есть из неё улетучивается вода, а на поверхности остаётся первоначальное состояние крахмала. Но если перевернуть получившуюся массу со дна на поверхность, мы заметим, что слой, который был на дне, превратился в клейстер, то есть стал очень липким и вязким. Это проявление одного из основных свойств неньютоновской жидкости.

2 Случай. В данном эксперименте мы нагреем обычную, немного подкрашенную воду и неньютоновскую жидкость на спиртовке. Посмотрим, в чём их схожесть и в чём их различие.

Ньютоновская жидкость

Неньютоновская жидкость

Мы используем обычную воду. Спустя некоторое время наша вода, как и предыдущем случае, закипает и начинает испарятся, а цвет воды в данном случае становится светлее.

В неньютоновской жидкости первоначально на дно осела краска, которую мы добавляли при изготовлении. Затем, спустя промежуток времени, из данной жидкости началась выделяться вода, а крахмал оказался на поверхности. Спустя еще некоторый промежуток времени, мы заметили, что данная жидкость начала желтеть и немного похрустывать. Когда мы убрали пробирку со спиртовки, мы заметили, что на осевшей желтоватой жидкости появились небольшие кристаллики, похожие на кристаллики льда. Таким образом, у нас образовался горячий лёд.

Таким образом, вода в обоих случаях закипает и со временем превращается в пар, а вот неньютоновская жидкость в первом случае проявляет свои клейкие и вязкие особенности, а во втором случае превращается в горячий лёд.

3. Заключение

Неньютоновская жидкость – это такая жидкость, которая в некоторых моментах ведет себя как жидкость, а в некоторых – как твердое тело. Если мы воздействуем на эту жидкость с силой, то оно становится твердым. Проще говоря, это такое вещество, которое может быть и твердым, и жидким, в зависимости от того, с какой скоростью мы с ним работаем. Если быстро толкаем, мнем, кидаем, стучим, то оно ведет себя как твердое тело, а если останавливаемся, то в наших руках оно растекается в лужицу.

При выполнении своей исследовательской работы цели и задачи, поставленные мною вначале, были достигнуты. Я узнала, что представляет собой неньютоновская жидкость, какими свойствами она обладает, смогла рассчитать некоторые из свойств жидкости: плотность и поверхностное натяжение. Таким образом, первичная гипотеза подтвердилась.

Более подробно с неньютоновскими жидкостями можно познакомиться на уроках физике, а также факультативных и кружковых занятиях.

2 Уилкинсон У.Л. Неньютоновские жидкости.- М.: Мир, 1964.

3 Энциклопедический словарь юного физика / Сост.В.А.Чуянов. – 2-е изд., испр. и доп.- М.: Педагогика, 1991.

4 Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике.- М.: Наука, 1979.

Источник