Эксперименты с кукурузным крахмалом и водой

Материя обычно определяется как твердое тело, жидкость или газ. Суспензии, однако, действуют как различные состояния материи в зависимости от приложенной к ним силы. Используя кукурузный крахмал и воду, вы можете создать суспензию и провести эксперименты, чтобы смоделировать, как ведет себя этот тип материи.

Смешайте в миске 1 стакан кукурузного крахмала и 1 стакан воды. Перемешивайте, пока не получите консистенцию теста для блинов. Положите руки в смесь и пошевелите ими. Чем больше вы пытаетесь сдвинуть его, тем толще и прочнее на ощупь. Вылейте смесь в кастрюлю и ударьте по ней открытой ладонью. Не брызгает. Кукурузный крахмал и вода создают суспензию. При сжатии он ощущается как твердое тело, потому что его молекулы движутся ближе друг к другу, выстраиваясь в линию. Он выглядит и действует как жидкость, когда к нему не приложена сила, потому что молекулы расслаблены и разделены.

Продемонстрируйте, как действует зыбучий песок, смешав 1 стакан воды с упаковкой кукурузного крахмала. Положите руку в смесь и двигайте ею. Чем больше вы двигаетесь, тем крепче становится. Постарайтесь схватить смесь и потянуть вверх. Ощущение такое же, как и в зыбучих песках. Поместите в смесь какой-либо предмет и попробуйте удалить его. Кукурузный крахмал и вода образуют суспензию; смесь двух веществ, в которой одно растворяется в другом. В этом случае кукурузный крахмал диспергируется в воде. Зыбучие пески - это смесь песка и воды, в которой песчинки плавают по воде. Чем быстрее вы будете в нем перемещаться, тем труднее будет выбраться наружу, как и в случае с кукурузным крахмалом и водой.

Неньютоновские жидкости превращаются в твердые тела при приложении давления. Чтобы продемонстрировать это, смешайте четверть стакана кукурузного крахмала с четвертью стакана воды. Постарайтесь взять смесь в руку и превратить ее в шарик на ладони. Он прочный и работоспособный, если вы его толкнете. Когда вы останавливаетесь, он превращается в жидкость. Постучите по нему пальцем, затем медленно вдавите палец в смесь. Когда вы двигаетесь медленно, вы позволяете молекулам кукурузного крахмала разделиться. Когда вы нажимаете на нее, молекулы кукурузного крахмала сближаются и не могут проходить мимо друг друга, создавая барьер. В большинстве жидкостей на вязкость влияет только температура. Их называют ньютоновскими жидкостями. Кукурузный крахмал и вода также зависят от температуры, но уровень его вязкости также зависит от приложенной к нему силы или от того, насколько быстро что-то движется через него. Это делает его неньютоновским. Зыбучие пески и кетчуп также являются неньютоновскими жидкостями.

Кукурузный крахмал и вода не имеют постоянной вязкости. В одиночестве он выглядит как жидкость. При стрессе, например, когда вы толкаете или тянете его, он становится твердым. Продемонстрируйте это, проведя эксперимент с динамиками. Смешайте коробку кукурузного крахмала с стаканом воды. Найдите старый динамик, снимите нижнюю часть (низкочастотный динамик) и подключите его к усилителю. Выложите динамик полиэтиленовым пакетом и насыпьте в него кукурузный крахмал. Включите динамик примерно на 20 герц, при средней громкости. На частоте 20 герц ударные движения динамика настолько мешают смеси, что она начинает двигаться. Звуковые волны проходят сквозь нее, заставляя смесь танцевать в виде пальцевидных образований.