Как сделать неньютоновскую жидкость своими руками и проводить эксперименты с ней

Данная инструкция покажет вам, как можно приготовить простую неньютоновскую жидкость своими руками — рецепт из кукурузного крахмала и воды.

Неньютоновская жидкость превращается в твердое вещество, при резком внешнем воздействии на нее и обратно в жидкость – при прекращении воздействия. Причиной такого поведения является то, что она создана из молекул большого размера. Сцепление между такими молекулами не очень велико, и данные молекулы достаточно свободно скользят относительно друг друга.

Вязкость в значительной мере определяется характером внешнего воздействия. Чем быстрее происходит внешнее воздействие на взвешенные макромолекулы связующего вещества, тем выше вязкость.

Как сделать неньютоновскую жидкость в домашних условиях, материалы, необходимые для эксперимента:

• Кукурузный крахмал (отношение крахмала и воды должно быть 1:1).
• Вода.
• Контейнеры.
• Ложка или что-нибудь для перемешивания.
• Лед.
• Морозильная камера.
• Микроволновая печь.

Шаг 1: Смешиваем

Налейте воду в большую миску или контейнер, затем постепенно добавляйте туда кукурузный крахмал, пока смесь не станет густой настолько, что ее сложно будет перемешивать. У вас должна получиться сиропообразная смесь. При надавливании на поверхность такой смеси ложкой или пальцем, вы почувствуете сопротивление жидкости, а затем поверхность должна медленно выровняться.

Шаг 2: Жидкость

Вы можете заметить, что если жидкость оставить на некоторое время в спокойном состоянии, то твердые частицы крахмала выпадут на дно контейнера. Чтобы восстановить структуру, просто перемешайте ее.

Во время размешивания можно почувствовать, что чем больше скорость размешивания, тем выше становится вязкость.

Добавьте еще больше кукурузного крахмала в вашу смесь. Теперь вы будете лучше чувствовать реакцию жидкости на внешнее воздействие.

Посмотрите видео проведения опытов:

Шаг 3: Эксперимент: Нагревание

Отлейте часть в чистую емкость и поместите в микроволновую печь примерно на 45 секунд на половину мощности печи. В результате вы получите нечто похожее на яйцо с желтой серединой и белым внешним кольцом.

Вы можете посмотреть видео опыта с микроволновой печью:

Шаг 4: Эксперимент: Лед (версия 1)

Для выполнения данного эксперимента, налейте в чашку неньютоновскую жидкость, поместите ее в морозильную камеру и оставьте там на некоторое время. По прошествии времени, на поверхности образуются линии, похожие на рисунки, которые создает зимой мороз на стеклах.

Шаг 5: Эксперимент: Лед (версия 2)

Поместите чашку в ледяную ванну. Вещество затвердеет и будет трескаться, ломаться, но обратно в жидкость не превратится.

Попробуйте придумать и провести другие эксперименты.

Шаг 6: Попробуйте провести следующие эксперименты

Прежде, чем нагревать смесь в СВЧ-печи, добавьте в нее больше воды.

Из смеси можно делать мыльные пузыри.

Чем сильнее ударять пальцем о поверхность жидкости, тем крепче она становится. В какой-то момент может показаться, что вы ударяете пальцем о бетон. Пуля, выпущенная из винтовки по емкости с таким наполнителем застрянет в жидкости, а не пробьет емкость на вылет.

В настоящее время, военные даже пытаются использовать ее в качестве брони.
Не стоит проводить подобных испытаний (имеется ввиду с оружием), если вы не обучены должным образом.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Неньютоновская жидкость для детей: делаем дома и играем

Дети познают мир эмпирически – через собственный опыт. Поэтому они любят эксперименты. С помощью неньютоновской жидкости в игровой форме можно рассказать ребёнку о физических свойствах разных веществ. Они смогут почувствовать себя настоящими учёными. Расскажем, как приготовить вязкую субстанцию в домашних условиях и какие опыты можно провести с чудо-жидкостью.

Содержание

Физика – это не только сложный школьный предмет для старшеклассников, но и интересные, достаточно простые в реализации опыты для детей. Проводить их можно всей семьёй.

Мы привыкли к тому, что жидкость льётся, как вода. Но неньютоновская жидкость особенная, она может быть тягучей, пластичной или вязкой, в зависимости от того, какое усилие к ней приложено. Состояние вещества зависит от скорости манипуляций. Если плавно наклонить стакан с неньютоновской жидкостью, она начнёт переливаться через край, как сметана. Но если перевернуть стакан быстро, то всё вещество затвердеет и останется на дне.

Лепка неньютоновской жидкости руками способствует развитию сенсорной чувствительности, совершенствованию мелкой моторики. Занятия действуют успокаивающе, снижают возбудимость, тренируют усидчивость и аккуратность. Поэтому мы очень рекомендуем провести эксперимент с ребёнком, а мы расскажем, как это сделать.

Почему неньютоновскую жидкость так назвали

Исаак Ньютон – учёный, физик, который сделал множество научных открытий. Одна из его идей заключалась в изучении свойств жидкостей, а именно – их вязкости. Он предложил формулу, согласно которой консистенция жидкостей не меняется в зависимости от скорости движения.

Какой-то период эта идея была главенствующей в научном мире, пока не нашли такие жидкие субстанции, которые противоречат этой формуле. Тогда произошло разделение всех жидкостей на ньютоновские и неньютоновские. Одни имеют постоянную вязкость, как вода, а другие – изменчивую. Названия произошли от имени учёного.

В неньютоновских жидкостях густота субстанции зависит от возникающего при движении внутреннего трения между частицами. Чем больше скорость, тем выше трение и, соответственно, более густая консистенция. По такому принципу «работает» популярная игрушка для детей HandGum, которую также называют умным пластилином или жвачкой для рук.

Как сделать неньютоновскую жидкость?

Сделать неньютоновскую жидкость можно дома, не прилагая к этому особых усилий. Она отлично подойдет для игры с детьми или даже показа фокусов.

Как появилось данное понятие?

Впервые на особенности вязкости жидкостей обратил внимание Исаак Ньютон. Он отметил, что при уменьшении скорости тока жидкости ее сопротивление снижается. Эти данные легко проверить, если попытаться грести веслами быстро и медленно – последнее определенно проще. Работа Ньютона послужила началом изучению реологических свойств жидкостей, и тогда же были открыты специфические смеси из крупных молекул, которые не совсем подчиняются общепринятым законам. Их назвали неньютоновскими и стали активно изучать, в прочем, без особого толка.

Особенности приготовления

Для создания неньютоновской жидкости в домашних условиях следует взять холодную воду, крахмал (кукурузный или картофельный – не важно), глубокую посудину. Алгоритм приготовления:

• Высыпайте крахмал в посудину (не бойтесь сыпать больше, чтобы получить достаточное количество субстанции);
• Добавляйте туда воду и медленно помешивайте смесь;
• Вода добавляется до тех пор, пока не получится масса, схожая с киселем;
• Мешать лучше руками, а также можно добавить краситель для получения цветной субстанции;
• Перемешивание нужно продолжать до образования однородной смеси.

Чтобы убедиться, что вы правильно смешали воду с крахмалом, рукой помешайте субстанцию, постепенно ускоряясь. Жидкость начнет затвердевать, а вы почувствуете, как сопротивление будет усиливаться с увеличением силы перемешивания. Как только рука остановится – смесь снова станет обычной жидкостью. После этого можно показывать фокус ребенку и играть с ним.

Неньютоновскую жидкость можно сделать с клеем ПВА и бурой, но тогда нужно пристально следить, чтобы дети не потянули интересную штуку в рот. Для этого понадобится два стакана с водой (один заполнен наполовину, другой на три четверти), стакан клея и столовая ложка буры. Клей добавляют в более полный стакан, а буру в заполненный до половины. Обе смеси тщательно размешивают и соединяют в одной посудине. Держать такую субстанцию лучше в холодильнике, ведь каждый раз готовить заново не очень удобно.

Как играть?

Разобравшись, как сделать дома неньютоновскую жидкость, возникает вопрос, что с нею делать. Дети могут сами убедиться в изменении ее свойств следующим образом:

• Раскатывая шарик в руках, который будет ощущаться как твердое тело, но сразу же растечется после прекращения воздействия;
• Разминая смесь в руках или выливая ее из одной посудины в другую (если лить с достаточной высоты, то в другой посудине она будет больше похожа на твердую глину);
• Используя мощные колонки, на которые кладется пленка и выливается жидкость (если включить песню с достаточными вибрациями, то получатся так называемые «прыгающие червячки»).

В процессе тестирования жидкости, возьмите посудину поглубже и сделайте так называемый бассейн для игрушки. Если ребенок будет пытаться ею прыгать или бежать по поверхности, то она останется твердой. Но стоит остановиться, как игрушка утонет, будто в обычной воде.

Можно ли где-то использовать?

Несмотря на столь интересные свойства, неньютоновская жидкость не нашла своего практического применения. Ее характеристики настолько неустойчивы и трудно прогнозируемы, что даже в век развития технологий она годится только для игр с детьми.

Огромным достоинством жидкости является ее полная безопасность, поэтому родители могут играть даже с грудными детьми. Если малышу придет в голову попробовать необычную субстанцию, то вреда от этого не будет. Исключение составляют окрашенные жидкости, но если применять пищевые красители, то можно без опасений оставить ребенка одного с такой интересной игрой. Единственное: не удивляйтесь, если по возвращении застанете грязных ребенка, кухню и даже проходящего мимо кота.

Делаем из крахмала интереснейшую неньютоновскую жидкость

Каюсь, я надолго потерялась. Столько всего смешалось за эти несколько недель!

Выпускные у сына в детском саду, на танцах и на курсах английского.

Как я уже рассказывала, собираю сына в школу в нулевой класс. В одну школу не прошли по конкурсу, теперь будем пытаться устроить его в другую.

Постоянные болячки попеременно то я, то сын. Как назло, сыпятся на нас не переставая, устала уже от этого.

Небольшая плановая операция, которую вчера наконец-то сделали сыну, но подготовка к которой отняла у нас, его родителей, столько сил, что уже в итоге ничего не хотелось.

Опять подняла голову моя хандра пополам с кризисом среднего возраста – я уже думала, что он давно в прошлом. Оказалось, зря надеялась.

Опять все мечты и планы летят к чертям, потому что события меняются с невообразимой скоростью. Задумаешь что-то сделать завтра – а утром все встает с ног на голову и успеваешь только решать появившиеся из ниоткуда проблемы. Я уже даже боюсь что-то загадывать на предстоящий в июле десятидневный отпуск.

Опять на работе дикий завал. Сделаешь одно, не успеваешь вздохнуть с облегчением – с ясного синего неба падает другое.

Опять полностью сбитый график на работе из-за того, что постоянно появляются какие-то непредвиденные ситуации. Так что приходится работать то с первой смены, то со второй. В итоге, биологические часы сбиты напрочь.

Опять взаимонепонимание со старыми друзьями, которые то появляются, то исчезают, а ты сидишь, как дура, и ломаешь голову, что это было?

В общем, много всего, не хочу надоедать вам перечислением. Лучше подарю кусочек нашего лета в городском парке – березовая роща с лужайкой, заросшей чистотелом:

Ну а сегодня хочу рассказать вам про неньютоновскую жидкость, которую мы наконец-то сделали с сыном, когда в очередной раз пришлось сидеть дома, выздоравливать и искать, чем занять это непоседливое существо. Много слышала и читала про это интересное вещество, но почему-то боялась делать, мне казалось, что это очень сложно.

Оказывается, неньютоновская жидкость своими руками делается очень просто, и приготовить ее не составит никакого труда в домашних условиях.

Почему так называется? Думаю, это лучше спросить у физиков, так как это все-таки больше физический опыт, чем химический, но рискну предположить, что все дело в свойствах. Обычная жидкость, подчиняющаяся классическим законам физики, сформулированным Ньютоном, ведет себя так, как мы привыкли.

Представьте себе воду. Она течет, ее можно перелить из сосуда в сосуд, можно топнуть по ней ногой, подняв тучи брызг, можно брызгаться ею, плескать во все стороны – и она будет оставаться неизменной по своим физическим свойствам, всегда будет жидкой, текучей. Таких примеров много – молоко, бензин, ацетон и т.д.

Что такое неньютоновская жидкость? Это вещество, которое ведет себя совершенно неожиданно при оказании на него силового воздействия. Например, в спокойном состоянии это – податливое текучее вещество, которое можно разлить на столе, образовав обычную ничем не примечательную лужицу.

Но если вы захотите ударить по этой лужице кулаком или, еще лучше, молотком, то столкнетесь с неожиданным сопротивлением – мягкая лужица неожиданно станет твердой и может даже разлететься на осколки. То есть превращается в твердое тело.

Свойства такого раствора связаны с вязкостью, а точнее, с ее изменением под внешним воздействием. Пока вы не прикладываете никакой силы к этому раствору и не пытаетесь подвергнуть его какой-либо деформации, то в ваших руках будет послушная жидкость. Как только вы применили силу, то есть изменили внешнее воздействие, то мгновенно изменилась и вязкость. Причем, чем выше скорость, то есть чем быстрее вы приложили внешнее воздействие, тем сильнее изменится вязкость.

Возможно, я не очень грамотно объясняю? Физики, ау, откликнитесь, так это или не так?

Самый распространенный пример такого вещества – крахмал, смешанный с водой. Как сделать из него самостоятельно эту интересную жидкость? Те рецепты и пропорции, которые мне попадались, я, честно скажу, не соблюдала. Все делалось «на глазок», но получилось настолько интересно, что мы с сыном провели почти весь вечер на кухне, играя с полученным веществом, устряпав стол, стены, пол и даже немного потолок. Но оно того стоило. Радости было у обоих – хоть отбавляй!

Я купила на рынке весовой кукурузный крахмал. Даже не могу сказать, кто его производитель, так как это был обычный полиэтиленовый мешок без всяких опознавательных знаков. Стоит 1 кг у нас 380 тенге, это приблизительно 70 российских рублей.

Высыпала его в миску и начала постепенно добавлять воду, сразу же перемешивая. На каком-то этапе почувствовала, что ложка начинает проворачиваться с трудом в этом своеобразном «тесте», будто в застывающем цементе.

Отложила ложку и начала пробовать руками – если медленно погружаешь руку в раствор, она спокойно опускается до дна тарелки. Если резко бьешь ладонью по поверхности раствора, то кажется, будто стучишь по чему-то твердому, а рука остается при этом сухой и чистой.

Говорят, что вместо кукурузного, можно использовать и картофельный крахмал. Вполне допускаю, но из своего опыта ничего сказать не могу, так как пробовала только на кукурузном. Думаю, что это неважно, так как, по сути, состав одинаковый, в любом случае получается раствор полимера (крахмал – это природный полимер), то есть крупных молекул, которые соединяются между собой в самых разных положениях, что и обуславливает такие интересные свойства у получившегося раствора.

Вот мы и делали весь вечер самые разные эксперименты с сыном. Очень интересные тактильные ощущения, не менее забавные, чем с тем же гидрогелем.

Опускали в раствор руки, ложки, вилки. Резко ударяли по раствору, переливали его медленно и быстро. Если во время переливания подставить руку под струю, то текущая струя мгновенно затвердевает, попадая на пальцы.

Потом я вспомнила, что когда-то сохраняла статью о том, как приготовить домашний кинетический песок, там тоже был нужен кукурузный крахмал. Почему бы не попробовать, раз уж начали свинячить на кухне? У меня как раз был чистый, просеянный песок, который я когда-то готовила для опытов с «химическими змеями».

Всего-то нужно смешать песок, крахмал и воду. Смешали – получилась фигня. Совершенно не кинетический песок, но обалденно удобный вариант неньютоновской жидкости, которая не пачкает руки и, тем не менее, не теряет своих необычных свойств.

Ее можно перемешивать, переливать, скатывать в колобки, с силой бросать на стол, бить по ней руками. Например, можно скатывать колбаской – пока катаешь в руках, она твердая, как только перестаешь раскатывать, она тут же прямо на ладони превращается в лужицу.

В общем, наигрались мы здорово, от души, с большим удовольствием. Даже не жалко было потом тратить время на отмывание кухни – слишком много было радости и хороших эмоций. Так что, если вы не делали до сих пор такой опыт, то попробуйте, не пожалеете.

Ну а я прощаюсь с вами, мои читатели… Не знаю, надолго ли. Скорее всего, летом статей будет гораздо меньше. Постараюсь «выходить в эфир» хотя бы раз в неделю, но не знаю, что из этого получится. Как я уже говорила, слишком непредсказуемо у меня идут события. И не могу понять из-за чего.

Всем хорошего лета и не хандрить!

KidsChemistry теперь есть и в социальных сетях. Присоединяйтесь прямо сейчас! Google+ , В контакте , Одноклассники , Facebook , Twitter