看武侠剧的时候,最吸引我们的莫过于剧中人物的超凡轻功,有时候你会不会也会想如果自己也会“水上漂”这么厉害的轻功该多好。现在非牛顿流体就可以实现你的武侠梦,轻松get“水上漂”技能!
非牛顿流体是什么?
非牛顿流体是相对于牛顿流体而言的。水就是典型的牛顿流体,因为牛顿当年探究过过水为什么会流动,所以后人就具有“水”这类特性的流体叫做牛顿流体。牛顿流体的典型特点是形变率和剪切力呈现出来一种线性的关系,也就是说它的粘度是不会变化的,不管受力程度如何,它的粘度都是始终如一的。
非牛顿流体就是形变率和剪切力不呈线性关系的一种流体,工业上的许多流体都是非牛顿流体。非牛顿流体一个神奇之处就是遇强则强,遇弱则弱。当你用很大的力冲击它的时候,它就会变得很硬,如果你缓缓地用一个手指头戳它,又很容易戳破它。
为什么非牛顿流体会“遇强则强,遇弱则弱”?
这主要是由于它的形变率和剪切力不呈线性关系,它的粘度与所受到的压力或者速度有关系,压力越大、或者速度越快,粘度就会越高,相反粘度就会越低。因此,当我们很用力地、快速地冲击一个非牛顿流体的时候,反而破坏不了他。口香糖就是一种非牛顿流体,用一个椰子快速的撞击它,你会发现损坏了的是椰子!蜂蜜,加了面粉、淀粉的水等都是非牛顿流体。日常生活中我们会经常遇到非牛顿流体,包括一些功高分子溶液、膏体、凝胶等等。
非牛顿流体有一些什么样的特点呢?
首先,非牛顿流体具有射流胀大的特性。这种特点指的是,非牛顿流体从一个很细的管子中流出来,它的直径会比细管子的直径大很多。日常生活中也会见到这种现象,例如:挤牙膏。
其次是爬杆效应,也称为Weissenberg效应。指的是,在非牛顿流体的烧杯中,快速旋转实验杆,非牛顿流体会呈现出与牛顿流体相反情形,不是形成一个凹形流体向中心流动,顺着杆子往上爬,形成一个凸形。蜂蜜是一种非牛顿流体,当你用筷子快速搅动蜂蜜的时候,你会发现蜂蜜顺着筷子“爬上去了”,这就是所谓的爬杆效应。
再次,非牛顿流体具有无管虹吸的特点,也就是说如果将虹吸管离开,非牛顿流体还是会源源不断地被吸起来,牛顿流体则不会,一旦拿开虹吸管,虹吸现象马上就会消失。无管虹吸现象是合成纤维具有可纺织性的前提基础。
最后,非牛顿流体还有湍流减阻的作用。人们在液体运输的过程中,添加一些化合物在管道内壁形成一种非牛顿流体可以减少管输阻力,提高液体运输的效率。非牛顿流体减阻剂在石油的开采和运输的过程中发挥了重要的作用,因为减少了阻力,起到了节能增输的作用。
非牛顿流体如此有趣,我们在家里就可以利用简单的工具制作出来,在盆里面倒入一定量的水,然后倒入淀粉,调整好水和面粉的比例,大概是1:3,然后充分搅拌,一直到水和面粉完全的融合,没有淀粉块,这样非牛顿流体就做好了。这个时候,快速用拳头打这盆液体,你会发现,它变得像固体一样坚硬,如果轻轻地用手指头戳,它就会像液体一样柔和。如果非牛顿流体的面积足够大,装满一整个泳池,你就可以快速的在上面跳跃、奔跑,实现“水上漂”,但是一定要注意,速度一定要快哦,否则你就会掉下去了。