La matière est généralement définie comme étant un solide, un liquide ou un gaz. Les suspensions, cependant, agissent comme différents états de la matière en fonction de la force qui leur est appliquée. En utilisant de la fécule de maïs et de l'eau, vous pouvez créer une suspension et mener des expériences pour modéliser le comportement de ce type de matière.
Suspensions
Mélanger 1 tasse de fécule de maïs et 1 tasse d'eau dans un bol. Remuer jusqu'à ce que vous ayez la consistance d'une pâte à crêpes. Mettez vos mains dans le mélange et déplacez-les. Plus vous essayez de le déplacer, plus il est épais et solide. Versez le mélange dans une casserole et frappez-le avec une main ouverte. Il n'éclabousse pas. La fécule de maïs et l'eau créent une suspension. Lorsqu'il est pressé, il ressemble à un solide parce que ses molécules se rapprochent et s'alignent. Il ressemble et agit comme un liquide lorsqu'aucune force ne lui est appliquée car les molécules sont relâchées et séparées.
Sables mouvants à la fécule de maïs
Montrez comment fonctionnent les sables mouvants en mélangeant 1 tasse d'eau à une boîte de fécule de maïs. Placez votre main dans le mélange et déplacez-le. Plus vous bougez, plus il devient solide. Essayez de saisir le mélange et tirez-le vers le haut. La sensation est la même que celle que vous ressentiriez dans les sables mouvants. Placez un objet dans le mélange, puis essayez de le retirer. La fécule de maïs et l'eau forment une suspension; un mélange de deux substances où l'une est dispersée dans l'autre. Dans ce cas, la fécule de maïs est dispersée dans l'eau. Les sables mouvants sont un mélange de sable et d'eau, où les grains de sable flottent sur l'eau. Plus vous vous y déplacez vite, plus il devient difficile d'en sortir, tout comme avec la fécule de maïs et l'eau.
Fluide non newtonien
Les fluides non newtoniens se transforment en solides lorsqu'une pression est appliquée. Pour le démontrer, mélangez un quart de tasse de fécule de maïs avec un quart de tasse d'eau. Essayez de ramasser le mélange dans votre main et travaillez-le en boule sur votre paume. Il est solide et fonctionnel si vous le poussez. Lorsque vous vous arrêtez, il se transforme en liquide. Tapotez-le avec votre doigt, puis enfoncez lentement votre doigt dans le mélange. Lorsque vous vous déplacez lentement, vous permettez aux molécules de fécule de maïs de se séparer. Lorsque vous appuyez dessus, les molécules de fécule de maïs se rapprochent et ne peuvent pas glisser les unes sur les autres, créant une barrière. Dans la plupart des fluides, la viscosité n'est affectée que par la température. On les appelle fluides newtoniens. La fécule de maïs et l'eau sont également affectées par la température, mais son niveau de viscosité dépend également de la force qui lui est appliquée ou de la vitesse à laquelle quelque chose se déplace à travers elle. Cela le rend non newtonien. Les sables mouvants et le ketchup sont également des fluides non newtoniens.
Suspensions de danse
La fécule de maïs et l'eau n'ont pas une viscosité constante. Laissé seul, il ressemble à un liquide. Lorsqu'il est stressé, comme lorsque vous le poussez ou le tirez, il se transforme en solide. Démontrez-le en faisant une expérience avec des haut-parleurs. Mélangez une boîte de fécule de maïs avec une tasse d'eau. Trouvez un vieux haut-parleur et retirez la partie inférieure (le woofer) et connectez-le à un amplificateur. Tapisser le haut-parleur d'un sac en plastique et y verser la fécule de maïs. Allumez le haut-parleur à environ 20 hertz, avec le volume à un niveau moyen. A 20 hertz, les mouvements percussifs du locuteur perturbent suffisamment le mélange pour le faire bouger. Les ondes sonores traversent pour donner l'impression que le mélange danse en formations ressemblant à des doigts.