Πειράματα με άμυλο αραβοσίτου και νερό

Η ουσία ορίζεται συνήθως ως στερεό, υγρό ή αέριο. Οι αναστολές, ωστόσο, λειτουργούν ως διαφορετικές καταστάσεις της ύλης ανάλογα με τη δύναμη που τους εφαρμόζεται. Χρησιμοποιώντας άμυλο αραβοσίτου και νερό, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα εναιώρημα και να πραγματοποιήσετε πειράματα για να μοντελοποιήσετε τον τρόπο συμπεριφοράς αυτού του τύπου ύλης.

Ανακατέψτε 1 φλιτζάνι άμυλο αραβοσίτου και 1 φλιτζάνι νερό σε ένα μπολ. Ανακατέψτε μέχρι να έχετε τη συνοχή του τηγανιού. Βάλτε τα χέρια σας στο μείγμα και μετακινήστε τα. Όσο περισσότερο προσπαθείτε να το μετακινήσετε, τόσο πιο παχύ και πιο συμπαγές αισθάνεται. Ρίξτε το μείγμα σε ένα τηγάνι και χτυπήστε το με ανοιχτό χέρι. Δεν εκτοξεύεται. Το άμυλο αραβοσίτου και το νερό δημιουργούν ένα εναιώρημα. Όταν συμπιέζεται, αισθάνεται σαν ένα στερεό επειδή τα μόριά του κινούνται πιο κοντά, παρατάσσονται. Φαίνεται και ενεργεί σαν ένα υγρό όταν δεν ασκείται δύναμη σε αυτό επειδή τα μόρια είναι χαλαρά και διαχωρισμένα.

Δείξτε πώς λειτουργεί η άμμος αναμιγνύοντας 1 φλιτζάνι νερό σε ένα κουτί αραβοσίτου. Τοποθετήστε το χέρι σας στο μείγμα και μετακινήστε το. Όσο περισσότερο κινείστε, τόσο πιο στερεό γίνεται. Προσπαθήστε να πιάσετε το μείγμα και τραβήξτε το προς τα πάνω. Η αίσθηση είναι η ίδια αίσθηση που θα αισθανόσασταν στην άμμο. Τοποθετήστε ένα αντικείμενο στο μείγμα και μετά προσπαθήστε να το αφαιρέσετε. Το καλαμπόκι και το νερό κάνουν ένα εναιώρημα. ένα μείγμα δύο ουσιών όπου η μία διασπείρεται στην άλλη. Σε αυτήν την περίπτωση, το άμυλο αραβοσίτου διασκορπίζεται σε νερό. Το Quicksand είναι ένα μείγμα άμμου και νερού, όπου οι κόκκοι άμμου επιπλέουν στο νερό. Όσο γρηγορότερα κινείστε σε αυτό, τόσο πιο δύσκολο γίνεται να βγείτε, όπως και με το άμυλο αραβοσίτου και το νερό.

Τα μη-Νεύτωνα υγρά μετατρέπονται σε στερεά όταν ασκείται πίεση. Για να το αποδείξετε αυτό, ανακατέψτε ένα τέταρτο φλιτζάνι αμύλου αραβοσίτου με ένα τέταρτο φλιτζάνι νερό. Προσπαθήστε να πάρετε το μείγμα στο χέρι σας και να το επεξεργαστείτε σε μια μπάλα στην παλάμη σας. Είναι σταθερό και εφαρμόσιμο αν το σπρώξετε. Όταν σταματήσετε, μετατρέπεται σε υγρό. Αγγίξτε το με το δάχτυλό σας και, στη συνέχεια, πιέστε το δάχτυλό σας αργά στο μείγμα. Όταν κινείτε αργά, αφήνετε τα μόρια αμύλου αραβοσίτου να διαχωρίζονται. Όταν το αγγίζετε, τα μόρια αμύλου αραβοσίτου κινούνται πιο κοντά μεταξύ τους και δεν μπορούν να περάσουν το ένα δίπλα στο άλλο, δημιουργώντας ένα φράγμα. Στα περισσότερα υγρά, το ιξώδες επηρεάζεται μόνο από τη θερμοκρασία. Αυτά ονομάζονται Νεύτωνα υγρά. Το άμυλο αραβοσίτου και το νερό επηρεάζονται επίσης από τη θερμοκρασία, αλλά το επίπεδο του ιξώδους εξαρτάται επίσης από τη δύναμη που ασκείται σε αυτό ή από το πόσο γρήγορα κινείται κάτι μέσα από αυτό. Αυτό το καθιστά μη-Νεύτωνα. Το Quicksand και το κέτσαπ είναι επίσης μη Νεύτωνα υγρά.

Το άμυλο αραβοσίτου και το νερό δεν έχουν σταθερό ιξώδες. Αριστερά, μοιάζει με υγρό. Όταν πιέζεστε, όπως όταν το πιέζετε ή το τραβάτε, αλλάζει σε σταθερό. Αποδείξτε αυτό κάνοντας ένα πείραμα με ηχεία. Ανακατέψτε ένα κουτί αραβοσίτου με ένα φλιτζάνι νερό. Βρείτε ένα παλιό ηχείο και αφαιρέστε το κάτω μέρος (το γούφερ) και συνδέστε το με έναν ενισχυτή. Ευθυγραμμίστε το ηχείο με μια πλαστική σακούλα και ρίξτε το άμυλο αραβοσίτου σε αυτό. Ενεργοποιήστε το ηχείο σε περίπου 20 hertz, με την ένταση σε μεσαίο επίπεδο. Στις 20 hertz οι κρουστικές κινήσεις του ηχείου διαταράσσουν το μείγμα αρκετά ώστε να το κάνει να κινείται. Τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν για να κάνουν το μείγμα να φαίνεται να χορεύει σε σχηματισμούς σαν δάχτυλα.