科学奇观----制造玉米淀粉浆
姜联合编写编译
各种浆类的液体,有一定粘度,你一定见过很多,比如:番茄酱、淀粉浆、洗发水,还有玉米浆,这些都属于悬浮液,悬浮液有什么特性?流体粘度又是怎么回事?亲手做一份玉米淀粉浆,体会这些科学内涵吧。
目的:
1、探索非牛顿液体的性质
2、理解流体粘度的概念
背景知识:
玉米淀粉浆是一种非牛顿流体,时而表现出固体特征,时而表现出液体特征。还有很多其它类似的流体,比如番茄酱、淀粉浆、洗发水等。
玉米淀粉浆是悬浮液的一种,由许多又长又粘不溶于水的颗粒组成。悬浮液是由两种互不相溶的物质组成的混合物,其中一种物质既难溶又能分散于另外一种物质,也就是说,是固体颗粒分散于液体当中形成的混合物。当你对流体施加压力(比如用力按它),会使长淀粉分子聚集起来,压力阻止水流进入淀粉链,从而形成半刚性结构。当压力消失时,淀粉又会恢复流动。
所有的流体都具有粘性,粘度是指流体可测量的厚度或流体流动时受到的阻滞。与水相比,蜂蜜流动时受到的阻力更大,因此具有更高的粘度。大多数流体的粘性是可知的,并只和温度有关,比如放在冰箱里的蜂蜜更不易倒出。然而,对于非牛顿流体来说,粘性却并不可知。
实验材料:
·2杯玉米淀粉粉末
·1个混合用的大碗或者冰淇淋容器
·1杯清水
·1个混合用的勺子或者铲子
·自封袋
·食用色素
实验步骤:
1、将玉米淀粉粉末倒入混合碗中,边缓缓加入清水边搅拌,直至混合物粘稠程度像蜂蜜一样;
2、将手伸入流体中,试着以先快后慢的速度移动手指,感知不寻常的粘度;
3、尝试让流体在你手中滚动,观察它们的表现。
思考题:
1、玉米淀粉浆表现为固体还是液体? 两者都有,是悬浮于液体中的固体。
2、为什么当你击打玉米淀粉浆时它那么硬,但当你慢慢搅动它时它又那么柔软呢?
因为玉米淀粉浆是由一些长的分子或者说锁链组成的。当你猛击它时,分子被挤压在一起使得它变得更坚硬,而当你慢慢搅动它时,你的手指使分子之间产生了空隙。
非牛顿流体的实际应用:
护身防弹衣:流体的这些性质被应用在防弹衣的研发中,用来吸收高速射击物产生的能量,同时穿着时又不失柔软和弹性。