哪些东西是非牛顿流体 非牛顿流体是什么意思原理

如果让你徒手砸开椰子,这可能很难办到,但有人用一块口香糖就破开了一个椰子;古装电视剧经常出现“轻功水上漂”的场景,现实中也有人实现了 。
其实,这些神奇的现象都和一类物质有关——非牛顿流体 。
拳头打不穿的液体
如果你往一盆水里加入大量淀粉,通过搅拌使之均匀混合,会得到一种非常浓稠的液体 。
接着,试着用力对液体打一拳,你会发现,拳头像打到固体一样被反弹回来,这种液体竟然打不穿!这是为什么呢?

哪些东西是非牛顿流体 非牛顿流体是什么意思原理

文章插图
能流动的物体被统称为“流体”,不过,不同流体的黏度不同,根据流体在外力作用下是否会发生黏度的变化,科学家将流体分为牛顿流体和非牛顿流体 。
水、酒精等低黏性的流体属于牛顿流体,因为无论用手怎么拍打它,黏度都不会发生改变 。
而混合后的淀粉溶液在一拳打上去后变硬了,在外力作用下黏度发生了改变,这属于非牛顿流体 。
黏度是一种体现流体内部流动阻力的量度,黏度越大表示流体的流动性越弱 。
水比较稀,蜂蜜比较浓稠,因此,蜂蜜的黏度比水大 。而口香糖的黏度更大,所以流动性更差 。
哪些东西是非牛顿流体 非牛顿流体是什么意思原理

文章插图
生活中,常见的非牛顿流体种类甚至比牛顿流体还要广泛,例如各种酱料、牛奶、面团、琼脂、蜂蜜、炼乳、牙膏、胶水、墨水、油漆,以及血液、淋巴液等大多数生物体中的液体 。
奶油“蓬松”的秘密
哪些东西是非牛顿流体 非牛顿流体是什么意思原理

文章插图
每次经过蛋糕店,小朋友们都喜欢停下来看烘焙师傅做蛋糕,只见他们用一个裱花袋挤出一个个漂亮的形状 。虽然袋子的出口很小,但挤出的奶油却比出口要粗很多 。
这是因为奶油也属于非牛顿流体,而这种膨胀现象正是来自于非牛顿流体的另一个特性——射流胀大效应,流体从管口挤出的速度越大,膨胀的程度也越大 。
而且,挤出的形状相较于管口的形状,也会稍微变化,如果管口是矩形,挤出来的就是膨胀的椭圆形 。
棉花糖的旋转魔法
哪些东西是非牛顿流体 非牛顿流体是什么意思原理

文章插图
当我们在街边买棉花糖时,制糖师傅会用一根棍子伸向机器的凹槽,再旋转棍子,机器内飘出来的糖丝会缠上棍子,然后自动向上“攀爬”,最后缠绕成球形的棉花糖 。
这同样缘于非牛顿流体的一个特性:爬杆效应 。
糖浆,蜂蜜都属于非牛顿流体,你可以做一个实验,在两个碗里分别倒入水和蜂蜜,并用两根筷子分别绕小圈搅动,你会发现,在搅动下,水面中心会下陷,而蜂蜜则会“爬上”筷子 。
拉面为何越拉越长
拉面技术高超的师傅可以将面团拉成一条条极细的面条,这是因为非牛顿流体特性中的“无管虹吸”现象 。
你可以用针管在水中吸水,当你把针管抽出来,水流一下子就断了;如果水换成非牛顿流体,液体就不会被拉断,而会被带出水面,形成条状 。
哪些东西是非牛顿流体 非牛顿流体是什么意思原理

文章插图
杯子只需倾斜一点,流出的非牛顿流体会一直持续至几乎流干 。这也是无管虹吸的表现 。
沼泽为什么越陷越深
哪些东西是非牛顿流体 非牛顿流体是什么意思原理

文章插图
当一个人陷入沼泽时,他越挣扎会陷得越深 。因为沼泽也属于非牛顿流体,但与淀粉溶液正好相反,给沼泽施加的作用力越大,沼泽的黏度反而越小,导致人更容易陷进去 。

推荐阅读