为什么淀粉加水能做“空中水上漂”?李永乐老师讲非牛顿流体

作者: admin 分类: 科学 发布时间: 2021-09-24 15:18

        我们知道了粘性系数之后呢,下面我们就可以研究流体到底分成几类了。流体的分类啊是一个比较麻烦的问题啊。我们首先呢从这个年龄系数角度,我们可以大概的把它分。分成两类,第一类就叫牛顿流体。什么叫牛顿流体呢?牛顿流体的意思啊,就是刚才咱们说的这个凝系数仪态它是不变的。

        这个呢我们就称之为牛顿流体,不管是。不管你流速大还是流速小,它这个年轻时候是不变的,流速越大力越大。但是呢宁系数不变,哎,这个就叫牛顿流体。最典型的牛顿流体就是水。当然还有很多其他的。这个牛顿流体啊,比如酒精之类的。那么除了牛顿流体之外,其他的都叫非牛顿流体。

        非牛顿流体,什么叫非牛顿流体呢?就是啊仪态其实是与这个什么呀流速梯度啊V除以H。是有关的。简单来说就是啊年轻系数与速度有关,你留的快慢程度不一样,粘性系数是不一样的,这种就叫非牛顿流体。非牛顿流体呢又可以分为好多种类啊,咱们举几个例子,比如说第一种非牛顿流体,我们称之为筹划流体。筹划流体。筹划流体,还有一种说法叫杖流流体为什么叫胀瘤瘤体呢?就是它一流动起来体积就会膨胀,筹划的含义也很简单一,流动起来就好像变了。

        更加稠密了一样,我们在做实验的时候,淀粉加水构成的瘤体就是稠化流体。这种流体的特点是什么呢?它的特点是啊,当你这个。V除以H变大的时候。变大的时候。你会发现呢他的这个仪态也跟着变大,也就是说流速越快怎么样啊,他的这个凝系数越大啊,他们不是线性增长的,而是更快的啊,这个阻力就会更快。快的增长。所以一旦你速度快一点,它的阻力就会非常大。什么东西是非牛顿流体中的稠化瘤体呢?比较典型的就是刚才咱们说的淀粉加水。

        啊,淀粉加水这个比例大概是一比1或者是2比1啊,淀粉多一些,水少一点就会出现这种特点。还有比如说呢像这个果糖啊,这个果糖的配料也。也是非牛顿流体里面的稠化流体,它流速快的时候阻力就会非常大。有同学可能会说,那为什么淀粉加水就会造成这个阻力非常大的这特点呢?呃,其实对于流体的很多问题,人们研究的并不是很清楚啊。在这里我们说一个大概的原理,就是说呢这个淀粉的分子啊颗粒比较大颗粒比较大。

        最开始它不流动的时候呢,这个淀粉颗粒啊。彼此离得比较近啊,这个就是淀粉,它它的颗粒也离得比较近,而且呢在淀粉的颗粒中间呢还会有水分子。这个水分子啊就好像是润滑剂一样啊,此时它们之间呢就是作用力比较小。但是一旦你让它流动起来了,淀粉的分子。之间离的就比较远了,不像刚才那不像刚才离的那么近了,所以会出现什么效果?你本来是插空的,现在呢离的比较远比较远了,所以它就会怎么样,它就会膨胀啊,这个体积就会比刚才要大一些,流动起来之后体积。除此之外呢,这个水分子可能就不能起到很好的润滑作用了,很有可能在运动过程中,这两个淀粉分子会直接发生碰撞。

        那他们之间呢可能阻力就会造成的比较大一些啊,这就是为什么会有筹划流体这种现象。那么我。为什么筹划流体就会出现手指插不进去这种情况呢?慢插能插的进去,快插插不进去,这是为什么呢?就是因为吧当你。缓慢的插这个插手指或者是缓慢的插一个乒乓球的时候啊,在比较缓慢的时候,这个地方啊虽然往下运动,但是它速度小。那么流体往下运动的时候呢,旁边会有剪切力,对吧?这个剪切力也小啊,为什么呢?因为速度慢嘛,速度慢,这个粘性系数小,所以力就小。啊,这个时候呢。

        他对你的阻力小,所以呢液体可以流动。于是这个乒乓球或者是手指它就进去了。但是如果这个乒乓球或者是手指以特别快的速度往下运动的话。大家看这个时候啊,水啊或者说淀粉加水它会被挤压的速度会变得比较大。速度大了之后呢,它的粘性系数就变大,粘性系数变大了。那么刚才说的那个。它的这个阻力就会变得更大。

        所以此时周围的水对这个水的阻力就会变得很大。那么这个水这个阻力会使得这个水不能够特别快速的流动啊,于是呢。这个球撞到水面上反而会弹起来,你的手指按到水面上,只要你速度足够快,手指就按不进去啊,这个呢就是呃非牛顿对比中的筹划流体的特点啊,大家可以在家里面做一下这个实验。但是这个实验在做的时候要注意。你这个用的必须是淀粉,而不是普通的面粉。淀粉跟面粉有什么区别呢?淀粉是把里面的蛋白质啊,把里面的脂肪都去掉了,这样的话呢才有比较好的效果。用普普通面粉是没有这个效果的啊。好,我们再说另外两种非牛顿流体啊,还有一种非牛顿流体呢叫西化。细化流体细化流体也叫甲素性流体啊,甲素性这个细化流体什么特点呢?显然它说的是西化,西化什么意思啊?就是当V比H大的时候,它的这个粘性系数反而会变小啊,有点儿意思是说你这个流速越快,你反而阻力越小,它实际上不是阻力越小,而是阻力增大的比较慢了。什么东西是稀化流体呢?比如说番茄酱啊、番茄,我们番茄酱、番茄酱,这是我们常见的一种东西是吧?再比如说呢洗发水啊,洗发水也是。

        细化流体细化流体有一些比较有意思的特点啊,比如说有一个效应叫做凯凯伊效应啊,什么叫凯伊效应呢?就是当你把这个洗发水吃到一个平面上的时候,他。他有的时候从平面上弹起来,跟你这个入射的这个液体啊会重合到一块儿。如果你平面是斜的,它就往那边崩啊,这就是细化流体的一个特点。好,还有一种流体呢啊。我们称之为宾汉流体。冰汉流体呢也称之为塑性流体。什么叫冰汉流体呢?冰汉流体的特点是啊,开始的时候你如果力比较小,它根本就不动啊,力小的时候。力小的时候,它会出现刚性的特点,就是它不会发生形变刚性的特点。而只有在力大的时候,它才表现出。流体的特点啊力小不动力大才动,谁是这个样子的呢?有两种啊比较典型的一个就是牙膏。

        牙膏啊。牙膏是比较典型的宾汉流体啊,所以它挤出来之后会有一定的刚性啊,形状可能是不变。但是你用手一推,它的形状又变,还有一种呢是油漆啊。这个油漆有什么特点啊?油漆就是你用一个滚轮去刷油漆的时候,它像流体一样,但是你刷完它就停在墙上,它不往下滑,为什么呢?因为它需要一个比较大的力,它才能够成为流体力。要是小的话,它就是刚性的。啊,这种叫冰汉流体,我们呢不妨把这几个图来画一下,对比一下。横坐标呢是它的牛速梯度,纵坐标呢。是它的剪切力啊,叫F除以A吧,剪切力啊,它们之间有什么特点?牛顿流体就是二者之间是正比的关系,这就是牛顿流体。啊,牛顿流体啊,你就这个流速越大力就越大,牛顿流体是吧?那么稠化流体是什么意思?是随着流速的增大呀,它阻力增大的会更快。也就是说呢。

        筹划流体是这个样子的啊,这叫筹划流体。也就是刚才咱们说的淀粉和水的那种情况。那么当你速度快的时候,这个筹划流体的这个力啊增大的就非常非常厉害啊。还有一种叫细化流体,细化流体什么意思啊?就是随着你流速的增大,力也在变大,只不过它越变越慢。这个就是所谓的西化流体。啊,那宾汉流体什么意思呢?就是你要是想让它有流动,你必须你得大一点儿力小的它是不流动的。所以冰汉流体是这个样子的,牙膏就是这种特点。啊,这就是冰汉流体,你最开始想让它流动,你力就从某一个值开始开始力很小的话,它根本就不流动。所以说流体呢其实是一个比较复杂的问题啊,在牛蹄里边还有很多有意思的特点以后,再给大家慢慢的介绍。

如果觉得我的文章对您有用,请随意打赏。您的支持将鼓励我继续创作!