sentrale begreper
Solid
Væske
Viskositet
Ikke-Newtonsk væske
Innledning
En kanin er fluffy, gjørme er klissete, og en ballong er elastiske. Hvilke stoffer som kan være myk, klissete og stretchy på samme tid, og er så mye moro å spille med? Silly Putty, ikke eksisterer og slim!
Disse stoffene kan være forvirrende, også. De fleste stoffer blir hardere når avkjølt og flyte mye bedre da de varme opp., Tenk på hvordan honning sakte siver ut fra flasken på en kald dag, og løper ut på en varm dag. Silly Putty, ikke eksisterer og slim er forskjellige. De kan føle seg så hardt som en solid når presset i neven din, men så snart du slipper grep, de sive ut gjennom fingrene som en tyktflytende væske. Hvorfor ville slim være annerledes? I denne aktiviteten vil du lage din egen slim, leke med den og oppdage hva som gjør det flyte!
Bakgrunn
Er det en fast eller en flytende? Faste stoffer består av tettpakkede partikler som kalles molekyler eller atomer som kan hekte på hverandre så solid holder formen., Væsker har partikler som kan skyve over og rundt hverandre, slik at væsken strømmer. Bare å legge til eller ta bort varmen kan gjøre noen væske, som vann eller olje, flyte bedre eller verre. Disse kalles Newtonsk væske. Ikke-Newtonsk væske, for eksempel ketchup og slim, er forskjellige. Manipulasjoner som å klemme på, røre eller risting kan også endre hvordan de flyt. Noen ganger kan de bli så tyktflytende—eller har slik en hard tid flyter—at de lett kan forveksles med et solid.
En slik ikke-Newtonsk væske kan lages med hvit skole lim, som er en polymer., En polymer er laget av lange kjeder av å gjenta deler kalt monomers. En polymer kan bestå av hundrevis av tusenvis av monomers. Polymerer er også kalt makromolekyler, eller store molekyler. Noen er menneskeskapte, som for eksempel plast og nylon. Andre forekommer i naturen, slik som DNA, hvete gluten og stivelse.
Hvit skole lim er væske på grunn av sin lange polymerer kan gli over og langs en annen. Det flyter ikke lett, men, det er ganske tyktflytende., Tillegg av noen kjemikalier, som for eksempel en borax løsning (eller natrium tetraborate decahydrate oppløst i vann)—kan føre til cross-koblinger for å danne mellom den polymerer. Det er som om svært lange molekyler begynte å holde hender. Vil resultatet bli en væske hvor polymerer kan gli over i hverandre, eller vil det bli et solid?, vann
Forberedelse
- Beskytt din arbeidsplass og klær—slim kan være klissete og vanskelig å fjerne!,
- Sette på briller eller briller, som borax løsning kan irritere øynene.
- Ha en voksen hjelper røre en halv spiseskje av borax pulver i en halv kopp lunkent vann i en kopp. Rør godt til løsningen ser klart, merk beholderen «2 prosent borax-løsning,» og sett til side.
Prosedyre
- Hell en halv kopp av lim og en kvart kopp varmt vann i en beholder. Vær oppmerksom på at denne løsningen har 2/3 (eller 67 prosent) lim.
- Valgfritt: Hvis du liker farget slim, kan du blande i noen dråper konditorfarge., Et annet alternativ er å sette spissen på en markør i vannet for en kort tid så blekket oppløses i vann.
- Rør lim/vann blandingen med den rørende stang.
- Legg til fem spiseskjeer av borax løsning på lim/vann blanding.
- Rør med røring stang. Etter litt under omrøring, bør du se et stoff stikker til din stirrer. Ikke klebrig stoff som ser ut som en solid eller som en væske—eller kan du ikke fortelle ennå?
- Hvis stoffet er fortsatt rennende, legge til flere borax løsning ¼ teskje om gangen, inntil det er svært lite vandig løsning venstre.,
- Samle klebrig stoff i hendene og jobbe med hendene i ca ett minutt. Hvordan fungerer slim føler? Hvordan virker klissete og stretchiness endre når du arbeider i det for en stund?
- Vil du si slim er en væske, eller er det mer som en solid?
- Klem din slim i en oval og bruk begge hendene til å trekke den fra hverandre raskt. Gjør det tåre eller forlenge?
- Klem din slim i en oval igjen, og bruk begge hendene til å trekke den fra hverandre for sakte. Gjør det tåre eller forlenge? Hvor tynn kan du få det?
- Arbeide dine slim med hendene til å forme en ball., Prøv å stikke fingeren inn i det med makt. Hvor dypt gjør fingeren gå? Føles det som du stakk fingeren inn i noe solid, eller noe væske?
- Nå prøve å stikke fingeren inn i det forsiktig. Hvor dypt gjør fingeren gå? Føles det som du stakk fingeren inn i noe solid, eller noe væske?
- Klem din slim til en ball igjen, og sette det i en beholder. Hva tror du vil skje hvis du lar den være det for en stund?, Vil det holde i en oval, som en solid ville gjøre, eller vil det slappe av i en dam og ta form av beholderen, som en flytende ville gjøre?
- Valgfritt: Hvis du vil beholde din slim fin og myk, må du lagre det i en lufttett beholder eller ziplock pose.
- Ekstra: Legge til andre stoffer, slik som barberskum eller flytende såpe, til lim/vann-løsning. Vil du fortsatt få slim? Hvordan vil dette slim føle og se annerledes?
- Ekstra: La din slim avdekket for en dag. Hva tror du vil skje? Vil det bli mer som en solid, eller begynner å strømme lettere?, Hvorfor tror du det vil skje?
Observasjoner og resultater
Gjorde slim noen ganger føles som en solid og noen ganger som en væske? Dette er som forventet.
Denne typen av slim tykner eller blir vanskeligere eller mer tyktflytende når du klemmer eller røre det. Dette skjer fordi det er laget av svært lang partikler som er cross-linked. Når du forlater partikler alene de vil spole opp, og spoler kan gli over i hverandre. Når du bruker press, ved å klemme eller omrøring, noen spoler slappe av og vikle seg inn i hverandre, noe som gjør det vanskeligere for slim til å flyte.,
Når du rørt din slim, prøvde å rive det fra hverandre eller stakk fingeren inn i det med makt, polymerer ble avviklet, og det så ut som et solid. Som et resultat, det var vanskelig å røre, det rives fra hverandre, og fingeren spratt tilbake.
Når du forlot slim alene for å hvile, dro den forsiktig fra hverandre eller forsiktig stakk fingeren i det, polymerer var krøllet opp. De kunne gli over i hverandre, og det føltes mer som en væske. Som et resultat, slim tok form av beholderen, kan det være strukket tynn, og fingeren kan bevege seg gjennom det., Det gjorde den ikke flyter så lett som vann fordi det består av lange cross-linked partikler, mens vann består av små partikler. Når et stoff som holder sitt volum, men mister sin form når forlatt alene, forskere kaller det en væske.
Opprydding
ikke helle lim løsninger eller slim ned en renne fordi de kan danne tresko. I stedet, kan du kaste dem i søpla. Vaske alt utstyr med såpevann.
Mer å utforske
Det er et Solid… Det er en Væske… Det er Oobleck!, fra Scientific American
Det Vitenskapelige Hemmelig av Elastiske Deigen, fra Scientific American
du Spiller med Polymerer, fra Scientific American
Denne aktiviteten er brakt til deg i samarbeid med Vitenskap Kamerater.
