Cách tạo chất lỏng phi Newton

Câu trả lời chính xác nhất: Chất lỏng phi Newton là tên gọi chung của các loại chất lỏng có độ nhớt biến thiên, thay vì là hằng số theo định luật Newton. Nghe có vẻ xa xôi nhưng chúng ta hoàn toàn có thể tạo ra loại chất lỏng này bằng cách trộn bột ngô với nước, tạo ra "Oobleck”.

Để hiểu rõ hơn về chất lỏng phi Newton, mời các bạn đến với phần nội dung dưới đây!

1. Chất lỏng phi Newton là gì?

Chất lỏng phi Newton là chất lỏng có độ nhớt đổi khác và mối quan hệ biến hóa với ứng suất cắt. Đó là do tại Các chất lỏng này không tuân theo định luật nhớt của Newton. Độ nhớt của các chất lỏng này hoàn toàn có thể đổi khác dưới lực. tức là một số ít chất lỏng như nước sốt chảy ra khi chai bị lắc. Hầu hết các chất lỏng tất cả chúng ta biết là chất lỏng phi Newton. Nhiều dung dịch muối, polyme nóng chảy và nhiều chất lỏng khác hoàn toàn có thể được phân loại vào nhóm này.

>>> Tham khảo: Hãy nêu công thức tính áp suất chất lỏng?

2. Đặc điểm của chất lỏng phi Newton

Độ nhớt của các chất lỏng phi Newton như oobleck, kem đánh răng, cao su, silicon không phải là hằng số và có thể thay đổi theo nhiều cách khác nhau, dưới tác động của một hay nhiều yếu tố như lực, thời gian hay nhiệt độ. Khi độ nhớt thay đổi, loại chất lỏng này phản ứng hoàn toàn khác chất lỏng thông thường, có thể từ lỏng hóa rắn, từ rắn hóa lỏng hoặc dày và xốp lên. Không phải loại hạt nào cũng có thể tạo được hỗn hợp phi Newton, chỉ có thể tạo ra thứ chất lỏng hóa rắn nhờ trộn đều chúng với các hạt có kích thước tối thiểu 1 micron hay 0,0001 cm.

Oobleck là một hỗn hợp nước và bột bắp khuấy đều. Bình thường, Oobleck ở trạng thái như thạch, nhưng khi chịu lực ép mạnh, hỗn hợp này sẽ quánh lại như chất rắn. Tên gọi “Oobleck” ra đời từ tác phẩm “Bartholomew và Oobleck” (1949) của Dr. Seuss, kể về một chất dính màu xanh lá có tính chất tương tự.

Thử dùng ngón tay ấn mạnh lên trên Oobleck, bề mặt tại đó sẽ rắn lại. Nhưng từ từ nhúng cả bàn tay vào Oobleck, bàn tay sẽ lún xuống dễ dàng. Nếu đột ngột rút tay ra khỏi Oobleck một lần nữa, nó lại hóa rắn và thậm chí bạn có thể rút ra cả khối Oobleck lên cùng lúc. Có thể dùng tay để bốc Oobleck lên, nhưng khi lỏng tay, nó sẽ tan chảy ngay.

Rắn lại khi chịu lực tác động và hóa lỏng khi lực không còn, đó cách khiến ta có thể chạy thật nhanh trên bề mặt Oobleck mà không bị chìm xuống. Với hỗn hợp Oobleck, “đi trên mặt nước” không còn là chuyện thần kỳ.

>>> Tham khảo: Chất lỏng gây ra áp suất ở đâu?

3. Phân loại chất lỏng phi Newton

* Phương pháp phân loại về độ nhớt tỷ lệ với cường độ áp lực

- ĐỘ NHỚT TỈ LỆ NGHỊCH VỚI ÁP LỰC (Shear thinning fluid): chịu lực càng mạnh, độ nhớt càng giảm, hỗn hợp càng lỏng hơn. Khi không còn lực có thể hồi phục lại trạng thái ban đầu gần như ngay lập tức.

VD: sốt cà chua, kem đánh răng, sơn, polymer…

Một cú đạp nhanh và cực mạnh có thể khiến sốt cà chua đột ngột bị loãng đi khoảng 1000 lần so với trước đó

- ĐỘ NHỚT TỈ LỆ THUẬN VỚI ÁP LỰC (Shear thickening fluid/Dilatant): chịu lực càng mạnh, độ nhớt càng tăng, hỗn hợp càng rắn lại.

VD: Oobleck, caramel, protein tơ nhện.

Áo giáp cũng là một ứng dụng của trường hợp chất lỏng phi Newton này, khi đó, áo giáp cho phép người đeo linh hoạt trong phạm vi chuyển động bình thường, nhưng vẫn cung cấp độ cứng để chống lại các cuộc tấn công như đạn bắn. Tuy nhiên, chất lỏng phi Newton loại này (Dilatant) sẽ không cung cấp bất kỳ sự bảo vệ nào chống lại các đòn tấn công chậm (slow attacks), chẳng hạn như một cú đâm chậm nhưng mạnh, cho phép chất hóa lỏng trở lại và người mặc áo sẽ bị tấn công mà không được bảo vệ.

* Phương pháp phân loại độ nhớt tỷ lệ theo thời gian

Độ nhớt tỉ lệ nghịch với thời gian (Thixotropic fluid): thời gian chịu lực càng lâu, độ nhớt càng giảm, càng lỏng hơn, và cần một khoảng thời gian tương tự để trở lại trạng thái ban đầu. VD: đất sét, bùn khoan, dầu nhớt, mật ong…

Độ nhớt tỉ lệ thuận với thời gian (Rhepetic fluid): thời gian chịu lực càng lâu, độ nhớt càng tăng, trở nên dầy hơn hoặc rắn lại. VD: kem trở nên bông, xốp và dầy hơn khi được đánh liên tục.

Một số chất lỏng phi Newton khác như lòng trắng trứng thay đổi độ nhớt khi thay đổi nhiệt độ (trở nên rắn hơn khi bị đun nóng). Cát lún (hỗn hợp nước và cát) cũng là chất lỏng phi Newton, nên khi bị lún trong cát, nếu bạn vùng vẫy (tạo áp lực) sẽ khiến cát rắn lại và khó thoát ra hơn, cách tốt nhất là thư giãn, nằm ngang ra, trườn đi như một em bé. Và bạn có biết, bên trong chúng ta có một chất lỏng phi Newton đang chạy khắp cơ thể: đó là máu.

4. Cách tạo chất lỏng phi newton

Chất lỏng phi Newton là tên gọi chung của các loại chất lỏng có độ nhớt biến thiên, thay vì là hằng số theo định luật Newton. Nghe có vẻ xa xôi nhưng chúng ta hoàn toàn có thể tạo ra loại chất lỏng này bằng cách trộn bột ngô với nước, tạo ra "Oobleck”.

-----------------------------------------

Trên đây là phần tìm hiểu về Cách tạo chất lỏng phi Newton mà Toploigiai mang đến cho các bạn. Chúng tôi hi vọng bài viết này hữu ích với các bạn, chúc các bạn học tốt.