Innhold
Materie er vanligvis definert som å være et fast stoff, en væske eller en gass. Suspensjoner fungerer imidlertid som forskjellige sakstilstander avhengig av styrken som er påført dem. Ved hjelp av maisstivelse og vann kan du lage en suspensjon og utføre eksperimenter for å modellere hvordan denne typen materie oppfører seg.
suspensjoner
Bland 1 kopp maisstivelse og 1 kopp vann i en bolle. Rør til du har konsistensen av pannekakedeig. Legg hendene i blandingen og flytt dem rundt. Jo mer du prøver å bevege den, jo tykkere og mer solid føles den. Hell blandingen i en panne og slå den med en åpen hånd. Det spruter ikke. Cornstarch og vann skaper en suspensjon. Når det klemmes ut, føles det som et fast stoff, fordi molekylene beveger seg nærmere hverandre og legger seg opp. Det ser ut og fungerer som en væske når det ikke er påført kraft, fordi molekylene er avslappet og separert.
Cornstarch Quicksand
Vis hvordan kviksand fungerer ved å blande en kopp vann til en boks med maisstivelse. Legg hånden inn i blandingen og flytt den rundt. Jo mer du beveger deg, jo mer solid blir den. Forsøk å ta tak i blandingen og dra den oppover. Følelsen er den samme sensasjonen som du vil føle i kviksand. Plasser en gjenstand i blandingen, og prøv deretter å fjerne den. Cornstarch og vann gjør en suspensjon; en blanding av to stoffer der det ene er spredt i det andre. I dette tilfellet spres maisstivelse i vann. Quicksand er en blanding av sand og vann, der kornene av sand flyter på vannet. Jo raskere du beveger deg rundt i det, jo vanskeligere blir det å komme seg ut, akkurat som med maisstivelse og vann.
Ikke-Newtonsk væske
Ikke-Newtonian væsker blir til faste stoffer når trykk påføres. For å demonstrere dette, bland en kvart kopp maisstivelse med en kvart kopp vann. Forsøk å plukke opp blandingen i hånden din og arbeid den til en ball på håndflaten din. Den er solid og brukbar hvis du skyver den rundt. Når du stopper, blir det til væske. Trykk på den med fingeren, og trykk deretter sakte fingeren inn i blandingen. Når du beveger deg sakte lar du maisstivmolekylene skille seg ut. Når du trykker på den, beveger maisstivelsesmolekylene seg nærmere hverandre og kan ikke gli forbi hverandre, noe som skaper en barriere. I de fleste væsker påvirkes viskositeten bare av temperaturen. Disse kalles Newtonian væsker. Cornstarch og vann påvirkes også av temperaturen, men nivået av viskositet avhenger også av kraften som påføres eller hvor raskt noe beveger seg gjennom det. Dette gjør den til ikke-newtonsk. Quicksand og ketchup er også ikke-Newtonian væsker.
Danseoppheng
Cornstarch og vann har ikke en konstant viskositet. Når det er alene, ser det ut som en væske. Når du er stresset, for eksempel når du skyver den eller drar i den, endres den til en solid. Demonstrer dette ved å gjøre et eksperiment med høyttalere. Bland en boks maisstivelse med en kopp vann. Finn en gammel høyttaler og fjern den nederste delen (wooferen) og hekt den til en forsterker. Line høyttaleren med en plastpose og hell maisstivelsen i den. Slå på høyttaleren på omtrent 20 hertz, med volumet på et middels nivå. Ved 20 hertz forstyrrer høyttalernes perkussive bevegelser blandingen nok til å få den til å bevege seg. Lydbølgene reiser gjennom for at blandingen ser ut til å danse i fingerlignende formasjoner.