nyckelbegrepp
fast
vätska
viskositet
icke-newtonisk vätska
introduktion
en kanin är fluffig, lera är squishy och en ballong är stretchig. Vilka ämnen kan vara fluffiga, squishy och stretchiga samtidigt, och är så mycket roliga att leka med? Silly Putty, Gak och slime!
dessa ämnen kan också vara förvirrande. De flesta ämnen blir svårare när de kyls och flyter mycket bättre när de värms upp., Tänk på hur honung långsamt suger från flaskan på en kall dag och rusar ut på en varm dag. Silly Putty, Gak och slime är olika. De kan känna sig så hårt som en fast när du pressas i din knytnäve, men så fort du släpper ditt grepp, sipprar de ut genom fingrarna som en tjock vätska. Varför skulle slime vara annorlunda? I den här aktiviteten kommer du att göra din egen slem, leka med den och upptäcka vad som gör det flöde!
bakgrund
är det en fast eller en vätska? Fasta ämnen består av tätt packade partiklar som kallas molekyler eller atomer som låser fast på varandra så att det fasta håller sin form., Vätskor har partiklar som kan glida över och runt varandra, vilket gör att vätskan kan flöda. Bara lägga till eller ta bort värme kan göra vissa vätskor, som vatten eller olja, flöda bättre eller sämre. Dessa kallas newtonska vätskor. Icke-newtoniska vätskor, såsom ketchup och slem, är olika. Manipuleringar som att klämma, röra eller agitera kan också ändra hur de flyter. Ibland kan de bli så viskösa—eller ha så svårt att flyta – att de lätt kan misstas för en fast.
en sådan icke-newtonisk vätska kan skapas med vitt skollim, vilket är en polymer., En polymer är gjord av långa kedjor av upprepade delar som kallas monomerer. En polymer kan bestå av hundratusentals monomerer. Polymerer kallas också makromolekyler eller stora molekyler. Vissa är konstgjorda, såsom plast och nylon. Andra förekommer i naturen, såsom DNA, vetegluten och Stärkelse.
vitt skollim är flytande eftersom dess långa polymerer kan glida över och längs varandra. Det flyter inte lätt, men det är ganska visköst., Tillsatsen av vissa kemikalier—såsom en boraxlösning (eller natriumtetraboratdekahydrat upplöst i vatten)-kan orsaka tvärbindningar för att bilda mellan polymererna. Det är som om de mycket långa molekylerna började hålla händerna. Kommer resultatet fortfarande att vara en vätska där polymererna kan glida över varandra, eller blir det en fast?, vatten
förberedelse
- skydda ditt arbetsutrymme och kläder—slem kan vara klibbig och svårt att ta bort!,
- sätt på glasögon eller glasögon, eftersom boraxlösningen kan irritera ögonen.
- har en vuxen hjälpare rör en halv matsked boraxpulver i en halv kopp ljummet vatten i en kopp. Rör om tills lösningen ser klar ut, märka behållaren ”2 procent boraxlösning” och lägg åt sidan.
procedur
- häll en halv kopp lim och en fjärdedel kopp varmt vatten i en behållare. Observera att denna lösning har 2/3 (eller 67 procent) lim.
- valfritt: om du gillar färgad slem, kan du blanda i några droppar karamellfärg., Ett annat alternativ är att sätta spetsen av en markör i vattnet under en kort tid så att bläcket löses upp i vattnet.
- rör om lim – / vattenblandningen med omrörningsstången.
- tillsätt fem matskedar av boraxlösningen till din lim / vattenblandning.
- rör om med omrörningsstången. Efter lite omrörning bör du se ett ämne som håller fast vid din omrörare. Ser det klibbiga ämnet ut som en fast eller som en vätska-eller kan du inte berätta än?
- Om ditt ämne fortfarande är vattnigt, Lägg till mer boraxlösning ¼ matsked åt gången tills det finns mycket liten vattnig lösning kvar.,
- samla det klibbiga ämnet i dina händer och arbeta det med händerna i ungefär en minut. Hur känns slem? Hur förändras klibbighet och stretchiness när du arbetar det ett tag?
- skulle du säga att slime är en vätska,eller är det mer som en fast?
- pressa din slem i en oval och använd båda händerna för att dra isär den snabbt. Riva eller förlänga?
- pressa din slem i en oval igen och använd båda händerna för att dra isär den långsamt. Riva eller förlänga? Hur tunn kan du få det?
- arbeta din slem med händerna för att bilda en boll., Försök att hålla fingret i det kraftigt. Hur djupt går ditt finger? Känns det som om du petade fingret i något fast, eller något flytande?
- försök nu att hålla fingret i det försiktigt. Hur djupt går ditt finger? Känns det som om du petade fingret i något fast, eller något flytande?
- pressa din slem i en boll igen och lägg den i en behållare. Vad tror du kommer att hända om du lämnar det där ett tag?, Kommer det att stanna i en oval, som en fast skulle göra, eller kommer det att slappna av i en pöl och ta formen av behållaren, som en vätska skulle göra?
- valfritt: för att hålla din slem trevlig och mjuk, lagra den i en lufttät behållare eller ziplock väska.
- Extra: Lägg till andra ämnen, såsom rakkräm eller flytande tvål, till din lim / vattenlösning. Kommer du fortfarande få slem? Hur kommer denna slem att känna och se annorlunda ut?
- Extra: lämna din slem avtäckt för en dag. Vad tror du kommer att hända? Kommer det att bli mer som en fast, eller börja flöda lättare?, Varför tror du att detta kommer att hända?
observationer och resultat
kände slime ibland som en fast och ibland som en vätska? Detta förväntas.
denna typ av slem tjocknar eller blir hårdare eller mer viskös när du klämmer eller rör om den. Detta händer eftersom det består av mycket långa partiklar som är tvärbundna. När du lämnar partiklarna ensamma kommer de att spola upp, och spolarna kan glida över varandra. När du trycker genom att klämma eller röra, några spolar varva ner och bli intrasslad, vilket gör det svårare för slem att flyta.,
När du rörde om din slem, försökte riva den ifrån varandra eller petade fingret in i det med kraft, polymererna var intrasslade och det såg ut som en fast. Som ett resultat, det var svårt att röra, det slet isär, och fingret studsade tillbaka.
När du lämnade din slem ensam för att vila, försiktigt drog den ifrån varandra eller försiktigt petade fingret i det, polymererna krullade upp. De kunde glida över varandra, och det kändes mer som en vätska. Som ett resultat tog slime formen av behållaren, den kan sträckas tunn och fingret kan röra sig genom det., Det flödade inte lika lätt som vatten eftersom det består av långa tvärbundna partiklar, medan vatten består av små partiklar. När ett ämne behåller sin volym men förlorar sin form när det lämnas ensam, kallar forskare det en vätska.
rengöring
häll inte limlösningar eller slem ner i avloppet eftersom de kan bilda träskor. I stället kasta bort dem i soporna. Tvätta all utrustning med tvålvatten.
Mer att utforska
det är en Solid… Det är en vätska… Det är Oobleck!,, from Scientific American
the Scientific Secret of Stretchy Dough, from Scientific American
leka med polymerer, från Scientific American
denna verksamhet förde till dig i samarbete med Science Buddies.
