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Newtonsche und nicht-Newtonsche Flüssigkeiten: Definitionen und Beispiele

Newtonsche und nicht-Newtonsche Flüssigkeiten: Definitionen und Beispiele


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Manchmal wird gesagt, dass es notwendig ist, wie Wasser zu sein, das Wasser bleibt, aber die Form des Behälters annimmt, der es aufnimmt. Dies ist ein Teil der Eigenschaft, die uns hilft, Feststoffe von Flüssigkeiten zu unterscheiden, die durch Fließfähigkeit, Elastizität und Inkompressibilität gekennzeichnet sind. Diese unterschiedlichen Verhaltensweisen können erklärt werden, wenn wir die Struktur auf molekularer Ebene untersuchen in Newtonschen und nicht-Newtonschen Flüssigkeiten. In der Flüssigkeit stellen wir fest, dass bei einer Verformungsursache die anfänglich nahe beieinander liegenden Partikel selbst durch eine kleine und konstante Kraft, die in einem Feststoff nicht so offensichtlich ist, unbegrenzt voneinander entfernt werden können.

In einigen Fällen neigen diese Partikel nach dem Verschwinden der Verformungsursache nicht dazu, zusammenzukommen. Dies hängt von den intermolekularen Kräften ab, die im Inneren wirken und einen Feststoff zu einem Feststoff und eine Flüssigkeit zu einer Flüssigkeit machen. Die Natur ist jedoch nicht so schematisch und bietet uns daher auch Materialien an, die sich unterschiedlich verhalten und viskoelastische Flüssigkeiten sind.

Newtonsche und nicht-Newtonsche Flüssigkeiten

Gerade durch Beobachtung dieser Art von Verhalten können wir eines tun Unterscheidung zwischen Newtonschen und nicht-Newtonschen Flüssigkeiten. Mal sehen, welche Eigenschaften sie haben und wie wir sie unterscheiden können.

Newtonsche Flüssigkeiten sind Flüssigkeiten, zu denen der Aufwand direkt proportional ist Verformungsrate. Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten sind Flüssigkeiten, bei denen die Spannung nicht direkt proportional zur Dehnungsrate ist. Was bedeutet das? Lassen Sie uns auf den letzteren Typ eingehen, um uns vorzustellen, wie er aussieht. Dort Viskosität es variiert je nach den Kräften, mit denen sie interagieren. Wenn dann gedrückt, wird eine nicht-Newtonsche Flüssigkeit zu einem Körper mit einer halbfesten Konsistenz. Wenn es Pseudokunststoffe Die Viskosität nimmt mit zunehmender Verformungsrate ab, während sie mit zunehmender Verformungsrate zunimmt, wenn sie sich ausdehnt.

Anhand des Viskositätstrends in Abhängigkeit von der Dauer des Aufwands können sie unterschieden werden thixotrope Flüssigkeiten oder anti-thixotrop. Wenn wir sehen, wie es sich je nach Verformungsrate ändert, erkennen wir pseudoplastische Flüssigkeiten oder erweitern. Wenn die Spannung unabhängig von der Dehnungsrate ist, zeigt das Material außerdem eine plastische Verformung.

Newtonsche und nicht-Newtonsche Flüssigkeiten: Beispiele

Wie Sie verstanden haben werden, ich Newtonsche Flüssigkeiten Sie sind diejenigen, die wir gewohnt sind zu sehen und zu handhaben. Einfach zu nennende Beispiele Wasser und Öl Lebensmittel oder Motoren. Die Flüssigkeiten nicht Newtonianer Sie sind sicherlich seltener, aber wir können sie erhalten, indem wir eine Mischung von Substanzen verwenden, die uns einige Eigenschaften verleihen.

Stellen Sie sich nicht vor, wer was weiß, denn es würde zum Beispiel ausreichen, um zu mischen Wasser und Maisstärke (auch "Maizena" genannt) oder die gewöhnliche Kartoffelstärke. Wir bekommen eine Flüssigkeit, die uns auf merkwürdige Weise verhält. Es ist auch ein schönes Experiment mit Kindern. Wenn wir es in einen Behälter geben und dann schnell umkippen oder wenn wir es mit einem Finger auf einer Oberfläche verteilen, sehen wir, dass es festere als flüssige Eigenschaften aufweist.

Es ist typisch für Nicht-Newtonianer, heißt es "Verdickung beim Schneiden". Andernfalls reagiert dieselbe Flüssigkeit, wenn wir sie einer schwachen und langsamen Bewegung aussetzen. Wenn wir beispielsweise versuchen, einen Stab einzuführen, verhält sie sich wie eine Flüssigkeit.

Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten: Verwendung

Nach dem Wunder über die Entdeckung dieser Flüssigkeiten, die so originell und fast magisch sind, fragt man sich aus praktischer Sicht, wofür sie gedacht sind. Insbesondere i pseudoplastische Flüssigkeiten Sie werden während des Mal- oder Siebdruckprozesses verwendet. Es gibt Produkte, die als Farben wirken und mit einem Pinsel aufgetragen oder gesprüht werden, weil sie flüssig sind, aber dann fest werden, wenn wir sie nicht mehr belasten. Auch ohne technische Probleme können wir auch nicht-Newtonsche Flüssigkeiten in uns finden - das Blut - und um uns herum - der Asphalt, die Zahnpasta.

Nicht-Newtonsche Flüssigkeit: Rezept

Lassen Sie uns Schritt für Schritt herausfinden, wie Sie eine vorbereiten Flüssigkeit dieses Typs.
Zutaten:

  • 250 g Maisstärke (oder Kartoffelstärke)
  • 3 Gläser warmes Wasser
  • 1 großes Becken
  • 1 Esslöffel

Geben Sie die Stärke zuerst in die Schüssel und geben Sie dann langsam das warme Wasser hinzu, ohne das Mischen zu unterbrechen. Wir sollten uns eine Verbindung mit a einfallen lassen Schleimkonsistenz. Versuchen wir, eine Kraft auf die Flüssigkeit auszuüben und zu sehen, wie sie reagiert, um festzustellen, ob sie die richtige Konsistenz hat oder ob wir das Wasser anpassen müssen. Wenn es sprüht, gibt es zu viel und wir müssen Stärke hinzufügenWenn es andererseits schwer wird, wenn wir es hart berühren, haben wir gute Arbeit geleistet. Um ein ästhetisch ansprechendes Ergebnis zu erzielen, können wir einige Tropfen des Farbstoffs unserer Wahl hinzufügen.

Diese Flüssigkeit hat unter ihren Eigenschaften auch die Eigenschaft, nicht zu verschmutzen, so dass wir damit umgehen können mit der Freiheit. Wir können eine andere spezielle Flüssigkeit mit Eigenschaften herstellen, die wir entgegengesetzt zu diesen definieren könnten, indem wir Ton mit Wasser mischen. Du bekommst welche Treibsand Weil die Tonkörner das Wasser in ihnen zurückhalten und speichern, aber wenn sie mit Gewalt berührt werden, geben sie das Wasser frei und verhalten sich eher wie eine Flüssigkeit als wie ein Feststoff.


Video: A pool filled with non-newtonian fluid (Kann 2022).