Chất lỏng phi Newton là gì?

Câu trả lời chuẩn nhất cho câu hỏi: “Chất lỏng phi Newton là gì?” và phần mở rộng thú vị của chất lỏng phi Newton do Top Solutions biên soạn là tài liệu hay cho các em học sinh và quý thầy cô tham khảo.

Chất lỏng phi Newton là gì?

Chất lỏng phi Newton (tên tiếng Anh: Non-Newtonian fluid) là chất lỏng có độ nhớt không tuân theo các định luật Newton.

Kiến thức tham khảo về chất lỏng phi Newton

1. Phân loại chất lỏng phi Newton

* Có 2 nhóm chất lỏng phi Newton nổi bật:

– Nhóm có độ nhớt tỷ lệ thuận với cường độ áp suất

+ Độ nhớt tỉ lệ nghịch với áp suất (Sear thinning fluid): áp suất càng mạnh thì độ nhớt càng giảm, hỗn hợp càng lỏng. Khi không còn lực, có thể khôi phục lại trạng thái ban đầu gần như ngay lập tức. Vd: sốt cà chua, kem đánh răng, sơn, polyme…

+ Độ nhớt tỷ lệ thuận với áp suất (Sear thicking Fluid): áp suất càng mạnh thì độ nhớt càng tăng, chất lỏng càng cứng. Đó là trường hợp của Oobleck, caramel, protein tơ nhện.

– Nhóm có độ nhớt tỷ lệ thuận với thời gian

+ Độ nhớt tỷ lệ nghịch với thời gian (Thixotropic fluid): thời gian ổ trục càng dài thì độ nhớt càng giảm, càng lỏng và cần một khoảng thời gian tương tự để trở về trạng thái ban đầu. Ví dụ: đất sét, bùn khoan, dầu, mật ong…

+ Độ nhớt tỷ lệ thuận với thời gian (Rhepetic fluid): thời gian ổ trục càng dài thì độ nhớt càng tăng, đặc hơn hoặc đông đặc lại. Ví dụ, kem trở nên bông, xốp và đặc 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 đun nóng). Cát lún (hỗn hợp giữa nước và cát) cũng là một chất lỏng phi Newton nên khi chìm trong cát, nếu bạn vùng vẫy (tạo áp lực) sẽ khiến cát cứng lại và khó thoát ra hơn, cách tốt nhất là thả lỏng , nằm bẹp, trườn đi như em bé. Và bạn có biết, bên trong chúng ta có một chất lỏng phi Newton chạy khắp cơ thể: máu.

2. Tính chất của chất lỏng phi Newton

– Độ nhớt của các chất lỏng phi Newton như oobleck, kem đánh răng, cao su, silic 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. hoặc nhiệt độ. Khi độ nhớt thay đổi, loại chất lỏng này sẽ phản ứng hoàn toàn khác với chất lỏng thông thường, có thể từ hóa lỏng sang rắn, từ rắn sang hóa lỏng, hoặc đặc và xốp. Không phải tất cả các hạt đều có thể tạo ra hỗn hợp phi Newton, chỉ có thể tạo ra chất lỏng đặc bằng cách trộn đều chúng với các hạt có kích thước ít nhất là 1 micron hoặc 0,0001 cm.

– Trong khi đó, độ nhớt của chất lỏng phi Newton không phải là hằng số, có thể thay đổi theo nhiều cách khác nhau dưới tác động của một hay nhiều yếu tố: lực, thời gian, nhiệt độ… Khi độ nhớt thay đổi, loại chất lỏng này phản ứng hoàn toàn khác với chất lỏng thông thường: rắn hóa lỏng, rắn hóa lỏng, đặc và xốp… Ví dụ Oobleck hóa rắn khi chịu tác dụng lực.

– Có nhiều loại chất lỏng phi Newton khác nhau nhưng đều có đặc điểm chung là hỗn hợp các hạt lơ lửng trong môi trường chất lỏng. Các chất lỏng phi Newton thường được tìm thấy ở dạng nhũ tương (hỗn hợp của hai chất lỏng không thể hòa tan với nhau) chẳng hạn như mayonnaise là hỗn hợp của trứng và dầu; hoặc huyền phù (hạt rắn trong chất lỏng) chẳng hạn như Oobleck

3. Oobleck . chất lỏng hóa rắn

– Chất lỏng phi Newton là tên gọi chung của các chất lỏng có độ nhớt thay đổi, thay vì không đổi theo định luật Newton. Nghe có vẻ xa vời, nhưng chúng ta hoàn toàn có thể tạo ra chất lỏng này bằng cách trộn bột bắp với nước, tạo ra “Oobleck”.

Chất lỏng đông đặc Oobleck- là một ví dụ về chất lỏng phi Newton dễ chế tạo mà bạn có thể chế tạo một cách đơn giản. Đó là hỗn hợp bột bắp (bột sắn) và nước theo tỷ lệ khoảng 1,5 – 2 chén bột bắp: 1 chén nước.

– Tên của chất này xuất phát từ cuốn sách dành cho trẻ em “Bartholomew and the Oobleck” xuất bản năm 1949 của Tiến sĩ Seuss, kể về một vị vua cảm thấy nhàm chán với thời tiết ở cung điện của mình và muốn một thứ hoàn toàn mới từ trên trời rơi xuống.

– Oobleck và hầu hết các chất lỏng phi Newton thường dùng hiện nay đều có tính chất chung: Ở thể lỏng, khi tác dụng vào một lực yếu, nó đông đặc lại ngay bởi một lực tác động mạnh.

– Hãy thử dùng ngón tay ấn mạnh vào Oobleck, bề mặt ở đó sẽ cứng lại. Nhưng từ từ nhúng cả bàn tay của bạn vào Oobleck, bàn tay sẽ dễ dàng chìm xuống. Nếu bạn đột ngột rút tay ra khỏi Oobleck một lần nữa, nó sẽ đông cứng lại và bạn thậm chí có thể rút khối Oobleck ra cùng lúc. Oobleck có thể được nhặt bằng tay, nhưng khi rơi ra, nó sẽ tan chảy ngay lập tức.

– Nhờ tính chất đặc biệt này, người ta có thể sử dụng chất lỏng phi Newton để tạo ra những gờ giảm tốc thông minh giúp ô tô chạy chậm lướt đi như máy bay, nhưng lại khiến ô tô chạy nhanh bị xóc. tương tự như gờ truyền thống.

4. Ví dụ về chất lỏng phi Newton

– Sốt chua; dung nham; Sơn; Bơ đậu phộng, Kem đánh răng, Nhựa cây. Chất lỏng đông đặc Oobleck; Cao su; Bùn đất; Màng, Mayonnaise.

– Nhựa cây chảy thành dòng nhưng một cú đánh bất ngờ có thể làm vỡ nó như thủy tinh

– Tương cà sẽ loãng hơn nếu có tác động lực như lắc hoặc khuấy

Nhớ để nguồn bài viết: Chất lỏng phi Newton là gì? của website Trường THCS – THPT Âu Lạc