Kokeilut maissitärkkelyksellä ja vedellä

Aine määritellään yleensä kiinteäksi aineeksi, nesteeksi tai kaasuksi. Suspensiot toimivat kuitenkin aineen eri tiloina niihin kohdistuvan voiman mukaan. Maissitärkkelystä ja vettä käyttämällä voit luoda suspensiota ja tehdä kokeita mallinnamaan tämäntyyppisen aineen käyttäytymistä.

Sekoita 1 kuppi maissitärkkelystä ja 1 kuppi vettä kulhoon. Sekoita, kunnes sinulla on pannukakku taikinaa. Laita kätesi seokseen ja liikuta niitä ympäriinsä. Mitä enemmän yrität siirtää sitä, sitä paksumpi ja vankempi se tuntuu. Kaada seos pannulle ja lyö sitä avoimella kädellä. Se ei roisku. Maissitärkkelys ja vesi muodostavat suspension. Puristettuna se tuntuu kiinteältä, koska sen molekyylit liikkuvat lähemmäs toisiaan ja asettuvat riviin. Se näyttää ja toimii kuin neste, kun siihen ei ole kohdistettu voimaa, koska molekyylit ovat rentoja ja erotettuja.

Osoita, miten pikahiekka toimii sekoittamalla 1 kuppi vettä maissitärkkelyslaatikkoon. Aseta käsi seokseen ja liikuta sitä ympäri. Mitä enemmän liikut, sitä kiinteämmäksi siitä tulee. Yritä tarttua seokseen ja vetää sitä ylöspäin. Tunne on sama tunne, jonka tuntisit juoksuhiekassa. Aseta esine seokseen ja yritä poistaa se. Maissitärkkelys ja vesi muodostavat suspension; kahden aineen seos, jossa toinen on dispergoitu toiseen. Tällöin maissitärkkelys dispergoidaan veteen. Loppuhiekka on hiekan ja veden seos, jossa hiekanjyvät kelluvat veden päällä. Mitä nopeammin liikkut siinä, sitä vaikeampi on päästä ulos, aivan kuten maissitärkkelyksen ja veden kanssa.

Ei-Newtonin nesteet muuttuvat kiinteiksi, kun painetta käytetään. Tämän osoittamiseksi sekoita neljäsosa kupillinen maissitärkkelystä neljäsosa kupilliseen vettä. Yritä poimia seos kädessäsi ja työstää se palloksi kämmenellesi. Se on vankka ja toimiva, jos työnnät sitä ympäri. Kun pysähdyt, se muuttuu nestemäiseksi. Napauta sitä sormellasi ja paina sitten sormi hitaasti seokseen. Kun liikkut hitaasti, annat maissitärkkelysmolekyylien erota. Kun napautat sitä, maissitärkkelysmolekyylit liikkuvat lähemmäs toisiaan eivätkä voi liukua toistensa ohitse luoden esteen. Useimmissa nesteissä viskositeettiin vaikuttaa vain lämpötila. Näitä kutsutaan Newtonin nesteiksi. Maissitärkkelykseen ja veteen vaikuttaa myös lämpötila, mutta sen viskositeettitaso riippuu myös siihen kohdistetusta voimasta tai siitä, kuinka nopeasti jokin liikkuu sen läpi. Tämä tekee siitä ei-newtonilaisen. Lohihiekka ja ketsuppi ovat myös ei-Newtonin nesteitä.

Maissitärkkelyksellä ja vedellä ei ole vakio viskositeettia. Yksin jätettynä se näyttää nesteeltä. Stressissä, kuten kun työnnät sitä tai vedät sitä, se muuttuu kiinteäksi. Osoita tämä tekemällä kokeilu kaiuttimien kanssa. Sekoita maissitärkkelysrasia kupilliseen vettä. Etsi vanha kaiutin, poista alaosa (bassokaiutin) ja kiinnitä se vahvistimeen. Suorita kaiutin muovipussilla ja kaada maissitärkkelys siihen. Kytke kaiutin päälle noin 20 hertsiin äänenvoimakkuudella keskitasolla. 20 hertsin puhujan lyömäliikkeet häiritsevät seosta tarpeeksi saadakseen sen liikkumaan. Ääniaallot kulkevat läpi saadakseen seoksen näyttämään tanssivan sormimaisissa kokoonpanoissa.