Применение неньютоновской жидкости
Методика проведённых исследований 2. Благодаря своим свойствам и характеристикам это вещество используется в разных сферах деятельности, а именно:. Применение неньютоновской жидкости в коррекционной работе с детьми младшего школьного возраста с умственной отсталостью.
Работы Эванджелиста Торичелли были посвящены решению задач по истечению жидкости из отверстий, а Блез Паскаль исследовал вопросы по передачи давления в жидкости. Основополагающие работы в области механики физических тел, в том числе и жидких, принадлежат гениальному английскому физику Исааку Ньютону , который впервые сформулировал основные законы механики, закон всемирного тяготения и закон о внутреннем трении в жидкостях при движении, который впоследствии и лег в основу определения ньютоновских и неньютоновских жидкостей.
Развитию гидромеханики гидравлики и реологии как самостоятельным наукам в значительной степени способствовали труды российских ученых Даниила Бернулли, Леонарда Эйлера, Михаила Васильевича Ломоносова. Жидкость - одно из состояний вещества. Основным свойством жидкости, отличающим её от других состояний, является способность неограниченно менять форму под внешним воздействием, сохраняя при этом объём.
Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твёрдым телом и газом: газ не сохраняет ни объём, ни форму, а твёрдое тело сохраняет и то, и другое.
Форма жидких тел может полностью или отчасти определяться тем, что их поверхность ведёт себя как упругая мембрана.
Так, вода может собираться в капли. Но жидкость способна течь даже под своей неподвижной поверхностью, и это тоже означает несохранение формы внутренних частей жидкого тела.
Молекулы жидкости не имеют определённого положения, но в то же время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии. К Физическим свойствам жидкости относятся: текучесть, сохранение объёма, вязкость, испарение и конденсация , кипение, смачивание, смешиваемость, диффузия , перегрев и переохлаждение.
Структура и физические свойства жидкости зависят от химической индивидуальности составляющих их частиц и от характера и величины взаимодействия между ними.
Существует несколько вариантов классификации жидкостей, но нам наиболее интересна классификация, существующая в гидродинамике. В гидродинамике жидкости делятся на ньютоновские и неньютоновские. Ньютоновская жидкость названная так в честь Исаака Ньютона это вязкая жидкость, подчиняющаяся в своём течении закону вязкого трения Ньютона, то есть вязкость жидкости зависит прямо пропорционально от силы воздействия на неё.
То есть чем больше сила воздействия, тем больше вязкость. Жидкость продолжает течение вне зависимости от сил, действующих на нее. Для ньютоновской жидкости вязкость, по определению, зависит только от температуры и давления а также от химического состава, если жидкость не является беспримесной и не зависит от сил, действующих на нее. Вода является ньютоновской жидкостью, потому что она продолжает демонстрировать свойства жидкости вне зависимости от скорости перемешивания , в противоположность неньютоновским жидкостям.
Неньютоновская жидкость подчиняется при своём течении закону вязкого трения, то есть её вязкость не зависит от температуры жидкости, а зависит от скорости сдвига. Практическим следствием этого является одинаковое значение вязкости при одной и той же температуре для одной и той же жидкости даже на вискозиметрах разных систем. Неньютоновские жидкости отклоняются от закона Ньютона. Когда жидкость неоднородна, например, состоит из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры, то при её течении вязкость зависит от градиента скорости.
Такие жидкости называют неньютоновскими. Вязкость неньютоновских жидкостей увеличивается при уменьшении скорости тока жидкости. Неньютоновские жидкости увеличиваются при уменьшении скорости тока жидкости - к примеру перемешивание может оставлять «дыру» позади которая понемногу заполняется со временем. Например, вода является ньютоновской жидкостью, потому что она продолжает демонстрировать свойства жидкости вне зависимости от скорости перемешивания.
Свойства ньютоновской жидкости: текучесть, сохранение объёма, вязкость, смачивание, смешиваемость. Таким образом , неньютоновская жидкость - это когда жидкость неоднородна, например, состоит из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры, то при её течении вязкость зависит от скорости воздействия, то есть это жидкость ведет себя по-разному в зависимости от воздействия.
Пример - сгущенка, некоторые строительные растворы, мёд. Чем сильнее и быстрее их перемешиваешь, тем легче это делать. А начать бывает трудно. Для сравнения физических свойств ньютоновской и неньютоновской жидкости в домашних условиях были получены несколько вариантов неньютоновской жидкости: раствор крахмала, попрыгун, умный пластилин, слайм, ферромагнитная жидкость. Полученные нами жидкости имеют разный вид и отличаются друг от друга вязкостью и плотностью.
Но, в то же время они обладают общими свойствами. Если воздействовать на Неньютоновскую жидкость механическими усилиями, жидкость начнет принимать свойства твердых тел и вести себя как твердое тело, связь между молекулами жидкости будет усиливаться с увеличением силы воздействия на нее, в следствии мы столкнемся с физическим затруднением сдвинуть слои таких жидкостей.
Вязкость неньютоновских жидкостей возрастает при увеличении скорости тока жидкости. Неньютоновские жидкости с каждым годом все больше завоевывают наш мир. Ученым нравится этот материал, и они с завидным постоянством радуют нас новыми интересными идеями применения неньютоновских жидкостей, таких, например как «Жидкая сумка». Для того чтобы защитить авиапассажиров, международная команда ученых разработала специальную сумку-чехол, которая способна подавить взрыв в багажном отсеке самолета.
Группа студентов Западного резервного университета Кейза Кливленд, США предлагает латать дорожное покрытие водонепроницаемыми мешками, наполненными неньютоновской жидкостью. По словам разработчиков, неньютоновская жидкость пришла им в голову из-за своей дешевизны обычная грязь с водой и крахмалом - и та ведёт себя как неньютоновская жидкость и особых физических свойств.
Если же перевернуть емкость вверх дном быстро, вещество приобретает твердую форму, так и оставшись на дне. Интересный факт: чтобы развить сенсорную чувствительность и улучшить мелкую моторику рук можно заниматься лепкой неньютоновской жидкости.
Такое занятие параллельно успокаивает, снижает нервную возбудимость, тренирует аккуратность и дисциплину. Первое, с чем ассоциируется название этого вещества — имя ученого физика Исаака Ньютона. Этот человек в свое время сделал много удивительных открытий. Именно им была выведена формула, согласно которой консистенция жидкости оставалась в своем первичном состоянии независимо от скорости движения.
Долгое время это открытие было неоспоримым в научных кругах, но ровно до тех пор, пока другими учеными не были открыты субстанции, ломающие созданную формулу. Вот тогда все жидкости были разделены на два «лагеря»: ньютоновские и неньютоновские.
В первый вошли субстанции с постоянной вязкостью, а в другой — с изменчивой. Неньютоновские жидкости могут иметь разную степень густоты, которая зависит от трения между частицами, которое возникает во время движения. Чем ниже скорость, тем меньше трение и, следовательно, тем менее густой будет консистенция вещества. Есть популярная игрушка для развития мелкой моторики рук — HandGum, которую мы привыкли называть ручной жвачкой или умным пластилином.
Так вот ее механизм как раз и строится по такому принципу. Благодаря своим свойствам и характеристикам это вещество используется в разных сферах деятельности, а именно:. Интересно, что неньютоновская жидкость нашла свое применение даже в кулинарии. С ее помощью можно придать блюдам более эстетичный и аппетитный внешний вид. Она входит в составы таких известных продуктов питания, как майонез, йогурт, маргарин и масло.
Ваш адрес email не будет опубликован. Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев. Личный кабинет. Вернуться назад. Комментарии: Пока нет. Неньютоновская жидкость. Что это? Поделиться статьей:. Оставьте комментарий:. Задать вопрос Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован.
