Esperimenti con amido di mais e acqua

La materia è solitamente definita come un solido, un liquido o un gas. Le sospensioni, invece, agiscono come diversi stati della materia a seconda della forza ad esse applicata. Usando amido di mais e acqua, puoi creare una sospensione e condurre esperimenti per modellare come si comporta questo tipo di materia.

Mescola 1 tazza di amido di mais e 1 tazza d'acqua in una ciotola. Mescolate fino ad ottenere la consistenza della pastella per pancake. Metti le mani nel composto e muovile. Più provi a spostarlo, più spesso e solido si sente. Versare il composto in una padella e batterlo con la mano aperta. Non schizza. L'amido di mais e l'acqua creano una sospensione. Quando viene schiacciato, si sente come un solido perché le sue molecole si avvicinano, allineandosi. Sembra e si comporta come un liquido quando non viene applicata alcuna forza perché le molecole sono rilassate e separate.

Dimostra come funzionano le sabbie mobili mescolando 1 tazza d'acqua in una scatola di amido di mais. Metti la mano nel composto e muovilo. Più ti muovi, più diventa solido. Prova a prendere il composto e tiralo verso l'alto. La sensazione è la stessa che proveresti nelle sabbie mobili. Metti un oggetto nella miscela, quindi prova a rimuoverlo. L'amido di mais e l'acqua formano una sospensione; una miscela di due sostanze in cui una è dispersa nell'altra. In questo caso, l'amido di mais viene disperso nell'acqua. Le sabbie mobili sono una miscela di sabbia e acqua, dove i granelli di sabbia galleggiano sull'acqua. Più velocemente ti muovi all'interno, più difficile diventa uscirne, proprio come con l'amido di mais e l'acqua.

I fluidi non newtoniani si trasformano in solidi quando viene applicata la pressione. Per dimostrarlo, mescola un quarto di tazza di amido di mais con un quarto di tazza d'acqua. Prova a prendere il composto in mano e lavoralo in una palla sul palmo. È solido e praticabile se lo spingi in giro. Quando ti fermi, diventa liquido. Toccalo con il dito, quindi premi lentamente il dito nella miscela. Quando ti muovi lentamente, permetti alle molecole di amido di mais di separarsi. Quando lo tocchi, le molecole di amido di mais si avvicinano e non possono scivolare l'una sull'altra, creando una barriera. Nella maggior parte dei fluidi, la viscosità è influenzata solo dalla temperatura. Questi sono chiamati fluidi newtoniani. Anche l'amido di mais e l'acqua sono influenzati dalla temperatura, ma il suo livello di viscosità dipende anche dalla forza applicata o dalla velocità con cui qualcosa si muove attraverso di esso. Questo lo rende non newtoniano. Anche le sabbie mobili e il ketchup sono fluidi non newtoniani.

L'amido di mais e l'acqua non hanno una viscosità costante. Lasciato solo, sembra un liquido. Quando è stressato, ad esempio quando lo spingi o lo tiri, si trasforma in un solido. Dimostralo facendo un esperimento con gli altoparlanti. Mescola una scatola di amido di mais con una tazza d'acqua. Trova un vecchio altoparlante e rimuovi la parte inferiore (il woofer) e collegalo a un amplificatore. Rivesti l'altoparlante con un sacchetto di plastica e versaci l'amido di mais. Accendi l'altoparlante a circa 20 hertz, con il volume a un livello medio. A 20 hertz i movimenti percussivi dell'altoparlante disturbano la miscela abbastanza da farla muovere. Le onde sonore viaggiano per far sembrare la miscela danzare in formazioni simili a dita.