Proiectul este o lucrare de cercetare pentru determinarea proprietăților lichidelor non-newtoniene și aplicarea practică a acestor fluide.
În lichidele newtoniene (apă, lichide organice moleculare scăzute, topiri de sare), vâscozitatea nu depinde de regimul de curgere. În lichide non-newtoniene (polimeri lichizi, pahare, emulsii), vâscozitatea depinde de regimul de curgere al lichidului. Proprietățile fluidelor non-newtoniene sunt studiate prin reologie. De obicei, astfel de lichide sunt foarte neomogene și constau din molecule mari care formează structuri spațiale complexe. Problemele reologiei trebuie să fie luate în considerare în tehnologia diferitelor industrii: compozite, polimeri, argile, silicate, produse alimentare (ketchup, bomboane, uleiuri).
Identificați experiențele în care puteți vedea clar diferența dintre fluidele newtoniene și non-newtoniene.
Fluidele ne înconjoară pretutindeni. Aceasta este apa și mâncarea. Prin urmare, studiul proprietăților substanțelor lichide și extinderea cunoștințelor despre ele vor fi întotdeauna relevante.
- Studiul materialelor teoretice
LICHID, FĂRĂ A FI OBLIGAT LA LEGEA NEWTON
Așa crezi că ți-e lichid? Ce proprietati ar trebui sa aiba? În primul rând, poate, ar trebui să se toarnă, răspândit, și așa mai departe, și cu siguranță nu rezista la greutatea unei persoane sau de a ocupa o poziție verticală, dar nu totul în această lume atât de simplu, există un lichid special care se comporta un pic ciudat - un fluid non-newtonian
Fluidul Newtonian (numit după Isaac Newton) este un lichid vâscos. sub rezerva legii de frictiune vâscoasă a lui Newton. adică stresul tangențial și gradientul de viteză într-un astfel de lichid sunt dependente liniar. Coeficientul de proporționalitate între aceste cantități este cunoscut ca vâscozitate.
Pare destul de complicat, dar va fi mai clar, dacă spunem că fluidul newtonian - apă, ulei și cel mai familiar pentru noi în utilizarea de zi cu zi a fluidelor, adică cei care își vor păstra starea fizică, ceea ce i-ai făcut (dacă noi nu vorbim despre evaporare sau congelare, desigur).
Non-newtonieni sau anomali sunt lichide ale căror fluxuri nu respectă legea lui Newton. Există o mulțime de astfel de lichide anormale în ceea ce privește hidraulica. Acestea sunt distribuite pe scară largă în industria petrolieră, chimică, de prelucrare și alte industrii. Dacă acționează brusc, puternic, rapid - prezintă proprietăți apropiate de proprietățile substanțelor solide și atunci când acționează încet devine lichid.
Fluidele non-newtoniene pot include fluide de foraj, canalizare, vopsele de ulei, pastă de dinți, sânge, săpun lichid etc.
Nisipul curat, precum și diferite tipuri de așa-numite fluide non-newtoniene, au proprietăți caracteristice atât pentru obiectele solide, cât și pentru lichidele obișnuite. Fluidele non-newtoniene constau din particule mici dispersate într-un lichid, în exterior se pot asemăna substanțelor solide sau gelului. Cu toate acestea, în limba engleză, aceste fluide sunt denumite în mod obișnuit "fluide", în timp ce substanțele lichide obișnuite sunt denumite cuvântul familiar "lichide".
Quicksand - un exemplu bine cunoscut de lichide non-newtoniene pentru o lungă perioadă de timp
Aruncarea nisipurilor este periculoasă, deoarece acestea pot suge în tot ce intră în ele. Stați pe un astfel de nisip - și începeți să vă înecați în el, dar dacă ați lovit repede nisipul, se va întări imediat.
În studierea acestui subiect, am efectuat, de asemenea, experimente privind obținerea unui lichid non-newtonian la domiciliu. Voi descrie unele dintre ele.
NENYUTON LICHID DIN AMESTEC ȘI APĂ
Pentru gătit, avem nevoie de amidon (cartof, porumb - orice) și apă. Proporția depinde de calitatea amidonului și este de obicei de la 1: 1 la 1: 3 în favoarea apei. Ca rezultat al amestecării, obținem ceva asemănător unui jeleu cu proprietăți interesante. Deci, dacă introduceți mâna încet în recipient cu un amestec, atunci rezultatul este exact același lucru ca și cum ați pune mâna în apă. Dar dacă vă bateți în mod corespunzător și bateți pe acest amestec, atunci mâna va sări, ca și cum ar fi o substanță solidă.
De asemenea, dacă turnați un astfel de amestec dintr-o înălțime suficientă, atunci în partea de sus a jetului va curge ca un lichid. Și în partea inferioară - pentru a acumula cheaguri, ca o substanță solidă. În plus, puteți să vă strângeți mâna în lichid și să vă strângeți degetele abrupt. Veți simți un strat solid între degete. Sau încă un experiment - să vă puneți mâna în această "pupă" și să încercați brusc să o trageți. Este mai probabil ca capacitatea să crească după mână.
NENYUTONOV LIQUID - STRAT
Primul slogan de jucărie sau șlam a fost făcut de Mattel în 1976. Toy-Lizun a câștigat popularitate datorită proprietăților sale amuzante - în același timp, fluiditatea, elasticitatea și capacitatea de a se transforma în mod constant. Având proprietăți de lichid non-newtonian, jucăria-lizun a devenit repede populară printre copii și adulți. Lizun nu putea fi cumpărat peste tot, dar o jucărie amuzantă a învățat curând să facă acasă.
Rețeta este cum să faci o lizună acasă:
Efectuarea lizunii cu mâinile tale și la domiciliu diferă de reteta originală. De exemplu, gumă de guar achiziționată în magazin nu este la fel de simplă ca și alte componente. Prin urmare, vom folosi substanțe mai accesibile:
1. Adeziv PVA. Albul, de preferință adeziv proaspăt, poate fi cumpărat în orice birou sau magazin de clădiri. Adeziv pentru Lizun avem nevoie de aproximativ jumătate din paharul obișnuit, aproximativ 100 de grame.
2. Apa este cea mai obișnuită apă de la robinet. Dacă doriți, puteți lua temperatura camerei fierte. Va lua puțin sticlă.
3. sodiu tetraborat, borax sau borax. Poate fi achiziționat într-o farmacie, sub forma unei soluții de 4%.
4. Culoarea alimentelor sau câteva picături de verde. Varul original este verde, iar verdele este perfect pentru rolul unei nuanțe.
5. Masurati paharul, vasele si un baston pentru amestecare. Ca un baston este posibil să luați un creion, o lingură sau orice alt obiect adecvat.
Trecem la însăși procesul de a crea o lingă.
- Se dizolvă o lingură de borax într-un pahar de apă.
- Un sfert de pahar de apă și un sfert de pahar de adeziv este transformat într-un amestec omogen într-un alt recipient. Dacă doriți, adăugați colorantul.
- Se amestecă amestecul de lipicios, se adaugă treptat o soluție de borax, aproximativ o jumătate de cană. Am plasat ochiul până când se obține o masă omogenă gelatinoasă.
- Verificați rezultatul: substanța îngroșată, de fapt, este o jucărie lizunom. Se poate pune pe masă, se încrețe și se verifică toate proprietățile originale.
NENYUTONOV LICHID - HOT ICE
Acetat de sodiu sau gheață fierbinte poate fi, de asemenea, obținut la domiciliu. Această substanță este capabilă să cristalizeze rapid.
Cu gheața fierbinte acest lucru este numit deoarece, în timpul cristalizării, căldura este eliberată, iar substanța care rezultă seamănă cu gheața.
Ar trebui să se facă astfel: amestecați 200 ml. oțet 70% concentrație și 210 de grame de sodă, așteptați până când totul reacționează. În cazul în care gazul este eliberat, atunci există mai multă sodă în soluție decât este necesar. Se adaugă oțet până când reacția se oprește. Apoi, trebuie să evapi toată apa și să o răciți.
Pentru a obține gheață fierbinte, aveți nevoie înainte de a lăsa soluția să se răcească, verificați dacă nu se dizolvă cristalele, chiar și cele mai mici. Dacă sunt, adăugați ușor picătură cu picătură până când cristalele dispar. Vă sfătuiesc să verificați totul înainte de ao pune în frigider, experimentul este foarte complicat, de asemenea nu am reușit să fac gheața fierbinte de la prima dată.
NENYUTONOV LICHID - HOT ICE
Lichidul feromagnetic poate fi făcut manual de acasă. Pentru a face acest lucru, luați uleiul (potrivit pentru motor, floarea-soarelui și altele), precum și pentru toner pentru o imprimantă laser (o substanță sub formă de pulbere). Acum amestecați ambele ingrediente cu consistența smântânii.
Pentru ca efectul să fie maxim, amestecați amestecul rezultat într-o baie de apă timp de aproximativ o jumătate de oră, nu uitați să-l amestecați.
Rețineți că nu fiecare toner are o magnetizare puternică, așa că încercați să alegeți cel mai bun.
Fluidul feromagnetic (ferofluid) este un lichid puternic polarizat sub influența unui câmp magnetic. Pur și simplu, dacă aduceți un magnet obișnuit acestui lichid, acesta produce anumite mișcări, de exemplu, devine ca un arici, se ridică cu o cocoș, etc.
APLICAREA LICHIDELOR NENJUTON
Aplicarea în cosmetologie
În studiul fluidelor non-newtoniene caută în primul rând, vâscozitatea, viscozitatea și cunoștințe despre cum să-l măsoare și să sprijine, de ajutor și de medicină, și inginerie, și în gătit, precum și la fabricarea produselor cosmetice. companii cosmetice profituri uriașe pe faptul că am reușit să găsim un echilibru perfect de vâscozitate, care plac clienții.
Pentru produse cosmetice păstrate în piele, ceea ce face greu, dacă acesta este un fond de ten lichid, luciu de buze, creion de ochi, rimel, loțiuni, sau lac de unghii. Viscozitatea pentru fiecare produs selectat în mod individual, în funcție de scopul pentru care este destinat. luciu de buze, de exemplu, trebuie să fie suficient de vâscos pentru a rămâne mult timp pe buze, dar nu prea vâscos, sau cei care îl folosesc, va fi simt neplăcut pe buze ceva lipicios. În producția de masă de cosmetice folosesc substanțe speciale numite modificatori de viscozitate. Produsele cosmetice pe piața internă, în același scop, folosind diferite uleiuri și ceruri.
Sticle cu cremă lichidă
În gelurile de duș, vâscozitatea este ajustată astfel încât să rămână pe corp suficient de lungă pentru a spăla murdăria, dar nu mai mult decât este necesar, altfel persoana se va simți din nou murdară. În mod tipic, viscozitatea cosmeticelor finite este modificată artificial prin adăugarea de modificatori de vâscozitate.
Cea mai mare vâscozitate este pentru unguente. Vâscozitatea cremelor este mai mică, iar loțiunile sunt cel mai puțin vâscoase. Datorită acestui fapt, loțiunile se găsesc pe piele într-un strat mai subțire decât unguentele și cremele și acționează în mod repetat asupra pielii. Comparativ cu cosmetice mai vâscoase, ele sunt o placere de a utiliza, chiar și în timpul verii, cu toate că au nevoie să fie frecat mai mult și mai des trebuie să re-aplice, deoarece acestea nu rămân mult timp pe piele. Cremele și unguentele durează mai mult pe piele decât loțiunile și se umezesc mai puternic. Ele sunt utile în special în timpul iernii, când în aer este mai puțină umiditate. Pe vreme rece, atunci cand pielea se usuca si fisuri, instrumente foarte utile, cum ar fi, de exemplu, ulei de corp - este o încrucișare între o cremă și unguent. Unguentele necesită mai mult timp pentru a absorbi, iar după acestea pielea rămâne uleioasă, dar acestea rămân mult mai lungi pe corp. Prin urmare, acestea sunt adesea folosite în medicină.
Indiferent dacă vâscozitatea produsului cosmetic este plăcută de cumpărător, depinde adesea dacă alege acest remediu în viitor. De aceea producătorii de produse cosmetice își petrec mult efort pentru a obține o viscozitate optimă, care ar trebui să apeleze la majoritatea cumpărătorilor. Același producător produce adesea un produs pentru același scop, de exemplu un gel de duș, în diferite variante și cu vâscozități diferite, astfel încât cumpărătorii să poată alege. În timpul producției, prescripția este respectată cu strictețe, astfel încât vâscozitatea să respecte standardele.
Aplicație de gătit
Pentru a îmbunătăți designul felurilor de mâncare, fă-ți alimente mai apetisante și că era mai ușor să mănânci, în gătit folosesc alimente vâscoase.
Aplicarea în medicină
În medicină, este necesar să se poată determina și controla vâscozitatea sângelui, deoarece vâscozitatea ridicată contribuie la o serie de probleme de sănătate. În comparație cu sângele de vâscozitate normală, sângele gros și vâscos se deplasează prost prin vasele de sânge, ceea ce limitează furnizarea de nutrienți și oxigen la organe și țesuturi și chiar la creier. Dacă țesuturile nu primesc suficient oxigen, ele mor, astfel încât sângele cu vâscozitate ridicată poate deteriora atât țesuturile, cât și organele interne. Nu numai că părțile corpului care au nevoie de cel mai mult oxigen sunt deteriorate, dar și cele la care sângele durează cel mai mult, adică membrele, în special degetele și degetele de la picioare. Atunci când degerul, de exemplu, sângele devine mai vâscos, duce oxigen insuficient în mâini și picioare, în special în țesutul degetelor, iar în cazuri grave țesutul moare. În această situație, degetele și, uneori, părțile membrelor trebuie amputate.