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看了這篇科普,你也可以“水上漂”!

  • 由 化工儀器網 發表于 足球
  • 2022-06-11
簡介所謂牛頓流體,就是符合牛頓粘性定律的流體:任一點上的剪應力都同剪下變形速率呈線性函式關係的流體稱為牛頓流體

非牛頓流體遵循什麼定律

看了這篇科普,你也可以“水上漂”!

不借助外力而能在水面上奔跑跳躍,在多數人眼中,都屬於異想天開類的奇幻故事,當然,也可以是武俠小說。

總之,這不科學。

然而……科學再次證明,科學的外在形式豐富多彩,既可以讓人跌入水中,也可以讓人在水面奔跑。

這能讓人奔跑跳躍的水,準確的說,是流體,科學的稱呼叫做,非牛頓流體。

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首先,我們來定義一下什麼是牛頓流體。

所謂牛頓流體,就是符合牛頓粘性定律的流體:任一點上的剪應力都同剪下變形速率呈線性函式關係的流體稱為牛頓流體。公式:τ=μdu/dy

式中τ為剪應力;du/dy為剪下變形速率;μ為流體動力粘性係數(即粘度)。這就是著名的牛頓粘性定律。凡是符合此定律的流體稱為牛頓流體,否則是非牛頓流體(圖1)。

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生活中常見的酒水飲料等就是牛頓流體。

那麼顧名思義,不符合牛頓粘性定律的流體,就是非牛頓流體了。

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非牛頓流體,是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,即其剪應力與剪下應變率之間不是線性關係的流體。非牛頓流體廣泛存在於生活、生產和大自然之中,比如血液、牛奶、瀝青、牙膏、面霜等都是非牛頓流體。其中最出名的,應該是玉米澱粉和水製作而成的流體,即普通人展示“水上漂”時的“水”:脹塑形流體。

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非牛頓流體大體上可以分為三類:

第一類就是目前網路上最常見到的脹塑性流體

這類流體屬於“遇強則強”,受到的外力越大,越粘稠堅固。所以當人在上面快速走動的時候,能夠站住,而如果停止不動,就會陷進去。

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第二類是假塑性流體

這種非牛頓流體與脹塑性流體恰恰相反。受到的外力越大,就越稀越容易流動。常見的假塑性流體有酸奶和麵霜等。面霜平時是比較粘稠的,但是在塗抹的時候卻會很容易被推勻吸收。

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最後一種非牛頓流體被稱為塑性流體

塑性流體是指在受到外力作用時並不立即流動而要待外力增大到某一程度時才開始流動的流體。可以理解為本來是固體,但是受到一定外力後會流動,變成液體。最常見的例子是牙膏。

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小彩蛋:

用玉米澱粉製作脹塑性流體

玉米澱粉和水的比例為3:1

水最好不要一下子全部倒進去,慢慢增加,當發現表面劃開回覆緩慢的時候差不多就成功了。

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