Научно-практическая конференция на тему "Неньютоновская жидкость"

        Содержание:

1.     Введение:

         Цели и задачи работы

Ø Теоретическая часть:

        Определение жидкостей

        Неньютоновская жидкость

Ø Практическая часть

        Получение неньютоновской жидкости

        Опыт по получению неньютоновской жидкости в домашних условиях           (описание опыта)

       Выводы по экспериментам.

ü Введение.

 Цели и задачи работы.

          Моя работа посвящена исследованию свойств одного из интереснейших видов жидкостей - неньютоновской жидкости.  Неньютоновская жидкость обладает рядом уникальных, присущих только ей свойств.

     Цель моей работы - изучить свойства неньютоновской жидкости.

     Задачи:

     1. Подобрать, изучить и обработать различные источники информации по данной теме;

     2. Произвести эксперименты и выявить свойства неньютоновской жидкости;
     3. Обобщить результаты исследований, сделать выводы.

Актуальность исследования определяется высоким научным интересом исследователей к изучаемой тематике.

ü Теоретическая часть.

                                Определение жидкостей.                    

       В наше время, столкнувшись с глобальными экологическими проблемами, специалисты и ученые-экологи пытаются найти и разработать новые материалы и технологии, уменьшающие вредное воздействие от деятельности человека на окружающую среду. Огромное место в этих исследованиях отводится повышению эффективности работы различных двигателей, машин и механизмов, использующих в своей работе различного рода жидкости- бензин, нефть, спирт, масло и др. Применение технологий, разработанных на основе последних достижений физики и химии в машиностроении и легкой промышленности, уже сейчас позволяют сократить вдвое вредные выбросы в атмосферу, повысить безопасность жизни и деятельности людей.  

        Жидкость — вещество, находящееся в жидком агрегатном состоянии, занимающем промежуточное положение между твёрдым и газообразным состояниями.

                       

       Жидкость имеет относительно фиксированный объем, однако, может растекаться, принимая форму сосуда, в котором содержится. Состояние вещества определяется температурой и давлением, которые оно испытывает; вещество, являющееся жидкостью, например, при комнатной температуре, как вода, может превратиться в газ (пар) при нагреве или в твердое вещество (лед) при охлаждении. Молекулы жидкости, в отличие от молекул газа, связаны друг с другом, хотя и слабо, кроме того, жидкости, подобно твердым телам, плохо поддаются сжатию под давлением. Вода - наиболее распространенная жидкость на планете. Большую часть планеты покрывает вода. Человек примерно на 80% состоит из воды. Вода присутствует практически во всех веществах. Нам хорошо известно  три агрегатных состояния жидкостей - жидкое, твердое и газообразное. Нас окружает огромное количество жидкостей. Жидкость окружает везде и всегда. Сами люди состоят из жидкости, вода дает нам жизнь, из воды мы вышли и к воде всегда возвращаемся. Мы все время сталкиваемся с использованием жидкостей, пьем чай, моем руки, заливаем бензин в автомобиль, наливаем масло на сковороду. Основным свойством жидкости является то, что она способна менять свою форму под действием механического воздействия.

        Физика разделяет жидкости на ньютоновские и неньютоновские.

       Ньютоновская жидкость (названная так в честь Исаака Ньютона) — вязкая жидкость, подчиняющаяся в своём течении закону вязкого трения Ньютона, то есть вязкость и  изменение скорости среды в пространстве (градиент скорости) в такой жидкости линейно зависимы. Свойствами ньютоновской жидкости обладают большинство жидкостей (вода, смазочное масло и др.) и все газы.

       Неньютоновской жидкостью называют жидкость, при течении которой её вязкость зависит от градиента скорости Обычно такие жидкости сильно неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры. Неньютоновская жидкость- это жидкость,  отклоняющаяся  от закона вязкости Ньютона и совмещающая в себе свойства жидкостей и твёрдых тел. Ее особенность заключена в том, что ее текучие свойства колеблются в зависимости от скорости ее тока.

   Неньютоновская жидкость — это интересная жидкость, которая временами ведёт себя как твёрдое тело. А временами — как жидкость. Так, обычная жидкость может растекаться, течь. И неньютоновская жидкость это может. С другой стороны, обычная жидкость не может быть твёрдой, отскакивать, образовывать  — а неньютоновская может.

            

Если на неньютоновскую жидкость воздействовать медленно, то она ведет себя как жидкость, а если быстро, то она становится твердой.

Опрошены	Знают	Не знают	Слышали
Девочки	3	4	5
Мальчики	4	5	2
Результат	7	9	7

Узнали	Не узнали
20	3

ü Практическая часть.

 Получение неньютоновской жидкости.

Неньютоновскую жидкость легко получить, смешав воду с пищевым картофельным крахмалом.

+

                 Опыт  по получению неньютоновской жидкости.

Ход опыта:
1.   Взять чашу с водой и крахмал. Смешать в равных долях вещества.
2.   Получилась белая жидкость.

Заметили, если мешать быстро, чувствуется сопротивление, а если медленнее, то нет. Получившуюся жидкость можно налить в руку и попробовать скатать шарик. При воздействии на жидкость, пока мы будем катать шарик, в руках будет твердый шар из жидкости, причем, чем быстрее и сильнее мы будем на него воздействовать, тем плотнее и тверже будет наш шарик. Как только мы разожмем руки, твердый до этого времени шар тут же растечется по руке. Связано это будет с тем, что после прекращения воздействия на него, жидкость снова примет свойства жидкой фазы.

                                   

1.                 Если неньютоновскую жидкость мять в руках не останавливаясь, то она становится твердой как пластилин, а как только мы останавливаемся, то она стекает как жидкость.

2.                 Если медленно опускать руки в жидкость, то она не встречает препятствий, но как только мы быстро воздействуем на жидкость, то она становится твердой и рука не проходит во внутрь.

3.                 Если мы медленно опускаем руку в жидкость, то мы не встречаем препятствий, а если мы резко вытаскиваем руку, то жидкость «твердеет» и мы не можем это сделать.

        Вещество, близкое по своим свойствам к неньютоновской жидкости в домашних условиях также можно получить, смешав клей ПВА, воду и буру (4% раствор тетрабората натрия). Получится вещество, напоминающее по своим свойства детскую игрушку- «лизун».

Выводы по экспериментам.

      1. Ведутся разработки в области создания «жидкой брони»; разработан взрывозащитный контейнер («жидкая сумка»), которая способна подавить взрыв в багажном отсеке самолета. Подобные взрывозащитные контейнеры уже используются при перевозке различного багажа.

     2. В автомобильной промышленности используются моторные масла синтетического производства на основе неньютоновских жидкостей, которые уменьшают свою вязкость в несколько десятков раз при повышении оборотов двигателя, позволяя при этом уменьшить его трение. Применение таких масел позволили увеличить КПД двигателей на 7-9%, уменьшить расход топлива и улучшить экологические показатели автомашин.

    3. Магнитные мелкодисперсные неньютоновские жидкости применяют в новейших технологиях для амортизации некоторых элементов транспортного оборудования или механических машин.

   4. Детский пластилин из наборов Play-Doh создан на основе полимера - неньютоновской жидкости.

   5.     Косметические компании зарабатывают огромную прибыль на том, что смогли найти идеальный баланс вязкости, который нравится покупателям.

        Чтобы косметика держалась на коже, ее делают вязкой, будь это жидкий тональный крем, блеск для губ, подводка для глаз, тушь для ресниц, лосьоны, или лак для ногтей. В массовом производстве косметики используют специальные вещества, называемые модификаторами вязкости. В домашней косметике для тех же целей используют разные масла и воск.

6.    Применение в кулинарии. Чтобы улучшить оформление блюд, сделать еду более аппетитной и чтобы ее было легче есть, в кулинарии используют вязкие продукты питания – масло, майонез, вязкие соусы.