Experimente mit Maisstärke & Wasser

Materie wird normalerweise als fest, flüssig oder gasförmig definiert. Aufhängungen wirken jedoch abhängig von der auf sie ausgeübten Kraft als unterschiedliche Aggregatzustände. Mit Maisstärke und Wasser können Sie eine Suspension herstellen und Experimente durchführen, um zu modellieren, wie sich diese Art von Materie verhält.

Mischen Sie 1 Tasse Maisstärke und 1 Tasse Wasser in einer Schüssel. Rühren, bis die Konsistenz von Pfannkuchenteig erreicht ist. Legen Sie Ihre Hände in die Mischung und bewegen Sie sie herum. Je mehr Sie versuchen, es zu bewegen, desto dicker und fester fühlt es sich an. Gießen Sie die Mischung in eine Pfanne und schlagen Sie mit der offenen Hand darauf. Es spritzt nicht. Maisstärke und Wasser bilden eine Suspension. Wenn es zusammengedrückt wird, fühlt es sich wie ein Festkörper an, weil seine Moleküle näher zusammenrücken und sich aneinanderreihen. Es sieht aus und verhält sich wie eine Flüssigkeit, wenn keine Kraft darauf ausgeübt wird, da die Moleküle entspannt und getrennt werden.

Demonstrieren Sie, wie Treibsand funktioniert, indem Sie 1 Tasse Wasser mit einer Schachtel Maisstärke mischen. Legen Sie Ihre Hand in die Mischung und bewegen Sie sie herum. Je mehr Sie sich bewegen, desto fester wird es. Versuchen Sie, die Mischung zu greifen und nach oben zu ziehen. Das Gefühl ist das gleiche Gefühl, das Sie in Treibsand empfinden würden. Legen Sie einen Gegenstand in die Mischung und versuchen Sie dann, ihn zu entfernen. Maisstärke und Wasser ergeben eine Suspension; eine Mischung aus zwei Stoffen, bei denen einer in den anderen dispergiert ist. In diesem Fall wird Maisstärke in Wasser dispergiert. Treibsand ist eine Mischung aus Sand und Wasser, bei der die Sandkörner auf dem Wasser schwimmen. Je schneller Sie sich darin bewegen, desto schwieriger wird es, genau wie bei der Maisstärke und dem Wasser herauszukommen.

Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten werden unter Druck zu Feststoffen. Um dies zu demonstrieren, mischen Sie eine Vierteltasse Maisstärke mit einer Vierteltasse Wasser. Versuchen Sie, die Mischung in Ihre Hand zu nehmen und in Ihrer Handfläche zu einer Kugel zu verarbeiten. Es ist solide und praktikabel, wenn Sie es herumschieben. Wenn Sie aufhören, wird es flüssig. Tippen Sie mit dem Finger darauf und drücken Sie dann Ihren Finger langsam in die Mischung. Wenn Sie sich langsam bewegen, lassen Sie die Maisstärkemoleküle sich trennen. Wenn Sie darauf tippen, rücken die Maisstärkemoleküle näher zusammen und können nicht aneinander vorbeigleiten, wodurch eine Barriere entsteht. Bei den meisten Flüssigkeiten wird die Viskosität nur von der Temperatur beeinflusst. Diese werden Newtonsche Flüssigkeiten genannt. Maisstärke und Wasser werden ebenfalls von der Temperatur beeinflusst, aber ihre Viskosität hängt auch von der Kraft ab, die darauf ausgeübt wird oder wie schnell sich etwas durch sie hindurch bewegt. Dies macht es nicht-newtonsch. Treibsand und Ketchup sind ebenfalls nicht-newtonsche Flüssigkeiten.

Maisstärke und Wasser haben keine konstante Viskosität. Allein gelassen sieht es aus wie eine Flüssigkeit. Bei Belastung, z. B. beim Drücken oder Ziehen, verwandelt es sich in einen Festkörper. Demonstrieren Sie dies, indem Sie ein Experiment mit Lautsprechern durchführen. Mischen Sie eine Schachtel Maisstärke mit einer Tasse Wasser. Suchen Sie einen alten Lautsprecher und entfernen Sie den unteren Teil (den Woofer) und schließen Sie ihn an einen Verstärker an. Legen Sie den Lautsprecher mit einer Plastiktüte aus und gießen Sie die Maisstärke hinein. Schalten Sie den Lautsprecher bei etwa 20 Hertz mit mittlerer Lautstärke ein. Bei 20 Hertz stören die perkussiven Bewegungen des Lautsprechers die Mischung so stark, dass sie sich bewegt. Die Schallwellen wandern durch und lassen die Mischung in fingerartigen Formationen tanzen.