Как сделать твердо мягкую жидкость
Сайт про изобретения своими руками
МозгоЧины
Сайт про изобретения своими руками
Как изготовить неньютоновскую жидкость самостоятельно в домашних условиях
Как изготовить неньютоновскую жидкость самостоятельно в домашних условиях
С жидкостью мы сталкиваемся ежедневно. Но вы слышали о жидкости, которая становится твердой, если на нее воздействовать? В статье мы расскажем об интересной, неньютоновская жидкости. Подвергаясь физическому, звуковому или механическому воздействию она меняет свойства вязкости и плотности. Если нагрузка небольшая — становится эластичной, при сильной нагрузке твердая и упругая.
Давайте сравним ньютоновскую и неньютоновскую жидкость. Оказывая любое влияние на обычную жидкость, она всегда изменяется. Оказывая воздействие на неньютоновскую — она начнет проявлять свойства твердого тела.
Определение и примеры
Природный пример неньютоновской жидкости — болотные трясины, зыбучие пески, грунтовые плывуны. Ступая в зыбучий песок или в болото, начнешь погружаться под слой песка и воды, но стоит приложить силу и хлопнуть по поверхности рукой, она моментально станет твердой.
Немного истории
Знаменитый физик Исаак Ньютон заметил, что, если плыть по реке и быстро грести веслами – так намного сложнее, нежели, это делать медленно. Эта мысль натолкнула его сформулировать закон, что вязкость жидкости увеличивается пропорционально силы воздействия на нее.
Неньютоновские жидкости, которые вы встречаете каждый день – масляные краски, тушь для ресниц, болото, кровь и многое другое.
Есть раздел в науке, который занимается изучение неньютоновской жидкости – реология. Это раздел в физике, где изучают деформацию и текучесть вещества.
Применение неньютоновских жидкостей
Она применяется во многих сферах деятельности – военные разработки, автопромышленность, косметология, кулинария.
В военном производстве разрабатывают новое поколение бронежилетов. Учеными был создан прототип бронежилета нового поколения. Между слоями жилета используют специальный жидкий состав, которая при ударе распределяется по всему бронежилету.
Если в такой жилет попадет пуля, то она не пробьет его, а застрянет внутри. Также применяется при других разработках, например, инновационный материал, из которого делают снаряжение для горнолыжников. Данный материал приставляет собой отдельные ячейки с жидкой и твердой фазой.
В косметологии используют свойства неньютоновской жидкости, чтобы косметика не растекалась по лицу, а держалась красивым макияжем. Примеры из косметологии – различные крема, тональные основы, туши, блески. К каждому продукту подбираются индивидуальные показатели вязкости.
В автомобильной промышленности тоже используют свойства неньютоновсих жидкостей, например, моторные масла. При работе двигателя они уменьшают свою вязкость в несколько десятков раз.
В качестве примера из кулинарии можно привести кетчуп, майонез, сливочное масло.
Неньютоновские жидкости уже больше 50 лет используют в пожаротушении. Благодаря полимеру длина струи из бронзбойта почти в 2 раза длиннее.
Неньютоновская жидкость применяется во многих производственных процессах нефтепроизводства.
Классификация и свойства
Основные свойства неньютоновскй жидкости:
Как сделать неньютоновскую жидкость дома
Сейчас продают готовый набор с домашними опытами для всей семьи. Дальше мы расскажем, как приготовить ее в домашних условиях и какие опыты можно провести. Рецепт неньютоновской жидкости очень прост. Ингредиенты есть в каждом доме. На фото видно, как сделать раствор, и какие опыты провести.
Для неньютоновской жидкости нам понадобиться 2 ингредиента — крахмал и вода в пропорции 1 к 1. Пропорция может быть немного другой — все зависит от крахмала. Если вы будите видеть, что раствор слишком жидкий, добавьте еще крахмал. В миску с водой добавляем крахмал и начинаем размешивать.
Смесь станет густой и мешать ее будет трудно. Можете надавить на поверхность и почувствуете сопротивление. Оставьте раствор в покое и частицы крахмала выпадут на дно. Если вы начнете обратно смешивать, то смесь обратно начнет твердеть. Если размешивать быстро, то вязкость становится выше.
Опыты в домашних условиях
Опыты с ньютоновской жидкостью понравятся не только детям, но и взрослым.
Делаем всем знакомый из детства лизун или популярный слайм
Все помнят разноцветных лизунов, их можно было разминать руками, они не прилипали к коже и весело стекали по стене. Сделать такой лизун можно дома имея следующие ингредиенты — банка клея пва, понадобиться примерно 100 грамм, стакан воды и тетроборат натрия, который подают в любой аптеке в виде раствора или порошка.
Можно использовать различные пищевые красители, а для декора блестки и косметическую пудру.
В глубокой емкости смешиваем воду, клей и краситель. Аккуратно добавляем столовую ложку тетробората натрия, и все смешиваем. Наша жидкость становится густой и тягучей. Игрушка готова. Для сохранности лизун желательно хранить в закрытых емкостях и не допускать попадания прямых солнечных лучей.
Популярные сегодня слаймы – это тоже пример неньютоновской жидкости. Сделать их тоже легко в домашних условиях.
Как хранить неньютоновскую жидкость
Как только вы оставляете жидкость в покое на несколько часов, она начинает засыхать. Но стоит добавить воды, и вы снова можете проводить опыты всей семьей.
Лучше хранить в закрытой емкости. Если вы наигрались и хотите вылить, то дождитесь ее засыхания и утилизируйте в урну. В канализацию смывать нельзя.
Каждый день мы сталкиваемся с неньютоновской жидкостью. Мы рассказали, как легко из обычного крахмала дома приготовить необычную воду и провести с детьми опыты. А опыты с ней не только веселые, но и помогают легким языком изучать законы физики.
Неньютоновская жидкость полностью не изучена наукой, но ученые уверены, что благодаря ей произойдет прорыв во многих сферах производства.
Умягчение воды для питья: основные методы и способы, как сделать воду мягче
С повышенной жесткостью можно и нужно бороться. Поэтому подробно рассмотрим существующие методы умягчения, начиная с того, зачем умягчать воду, продолжая тем, какому из способов отдавать предпочтение в той или иной ситуации, и заканчивая тем, что за оборудование выбирать для реализации задуманного.
Сразу отметим, что даже забор из артезианской скважины не является на 100% чистым, в нем все равно присутствуют примеси (пусть и в меньшей концентрации), от которых следует избавляться. Выявить наличие этих нежелательных добавок можно как в лабораторных условиях – самый точный вариант – так и на вкус или даже визуально: по малому пенообразованию, появлению налета на поверхностях сантехники, повышенному расходу средств бытовой химии.
Что такое умягчение питьевой воды
Это процесс очистки питьевой или бытовой жидкости от солей путем снижения их концентрации до приемлемых значений. Другими словами, это понижение степени жесткости, которая может быть:
временная – с повышенным содержанием осадков магния и кальция (гидрокарбонатов);
постоянная – с другими примесями, не выпадающими в твердое состояние при кипячении, то есть с хлоридами, сульфатами, нитратами.
Умягченная вода, что же это такое? По сути, это жидкость, полученная в итоге нормализации совокупности физико-химических свойств используемой среды, приведения ее к рекомендуемым и безопасным для использования показателям. Сводится к обработке, в ходе которой удаляются нежелательные ионы и другие вредные вещества, в том числе азотистые и сернокислые соединения или пестициды.
Необходимость смягчения
Его следует проводить, чтобы:
Убрать металлический или горьковатый привкус.
Исключить саму возможность появления осадка, чтобы воду можно было разливать в бутылки или использовать для приготовления алкогольных напитков, соков, других товаров пищевой промышленности.
Защитить бытовую технику от накипи: лишняя соль ведь обязательно отложится на стенках и ТЭНах бойлеров, стиральных машин, чайников и сначала понизит их производительность (а значит и увеличит затраты электроэнергии на нагрев на 15-20%), а потом и спровоцирует поломку.
Минимизировать расход порошка и других моющих, содержащих поверхностно-активные вещества. Именно с ПАВами и будут взаимодействовать нежелательные примеси, связывая их и снижая их эффективность.
Избавиться от налета на поверхностях кранов и смесителей, бачка унитаза, корпуса биде и другой сантехники, а также кафельной плитки. Отложения не только некрасиво выглядят и плохо оттираются, но и постепенно разрушают даже твердые материалы.
Предотвратить закупоривание промышленных систем – накипь снижает пропускную способность и коэффициент теплопередачи труб, постепенно их забивая, что оборачивается увеличением расхода топлива на обслуживание оборудования.
И, самое важное, умягчение нужно проводить, чтобы защитить свой организм от негативного влияния излишков солей.
Вред употребления жесткой воды для людей
Избыток магния и кальция отрицательно сказывается на состоянии:
волос (в результате их мытья) – замедляется рост, повышается выпадение, развивается перхоть, появляются залысины;
зубов – они растрескиваются и расшатываются, скалывается эмаль и образуются кариозные зоны;
костей – они становятся более ломкими и подверженными артриту и артрозу.
Постоянные отложения провоцируют образование камней, нарушающих нормальную работу почек, печени, кишечника. Параллельно снижается и моторика желудка: пищеварение замедляется, больше усваиваемой еды идет в жировые запасы, что способствует быстрому набору веса. Со временем развиваются и сердечно-сосудистые болезни: пребывая в скрытой форме и не проявляя себя, они оборачиваются перикардом, эпикардом, эндокардом или миокардом.
Взаимодействуя с мылом и шампунями, соли выпадают в осадок, забивающий поры. Отсюда – чувство стянутой и сухой кожи после приема душа или умывания. Жировая прослойка постепенно исчезает, кислород не проходит через эпидермис, из-за чего возникают покраснения и другие раздражения, появляется сыпь, прыщи, угри. Приходится восстанавливать микрофлору и, вообще, здоровье с помощью масок, кремов и других средств, часто дорогостоящих, хотя бороться нужно не с последствиями, а с причиной.
Отдельно отметим, что жесткая вода вредна и для животных: содержащиеся в ней излишки солей накапливаются в организмах наших питомцев и приводят к проблемам с пищеварением, понижению иммунитета, недоброкачественному увеличению объема.
Те же собаки или кошки теряют аппетит, вплоть до того, что вообще отказываются от любимого ранее корма, чаще болеют (и очень легко могут простудиться), они набирают массу, но это не мышцы или жир, а скопления жидкости, уже в среднем возрасте у них появляются камни, а значит и проблемы с почками и печенью. У коров снижается удой – с 14-20 до 10-14 литров в сутки, – а также портится настроение, что негативным образом сказывается на вкусовых качествах молока (оно горчит).
Как сделать твердо мягкую жидкость
Как вы думаете, можно ли ходить по воде? Как ни странно, но это возможно, если воду заменить неньютоновской жидкостью. Как сделать неньютоновскую жидкость? Это просто, для эксперимента нам понадобятся 200 грамм крахмала, стакан холодной воды и динамик. Динамик должен быть достаточно большого размера.
Как вы думаете, можно ли ходить по воде? Как ни странно, но это возможно, если воду заменить неньютоновской жидкостью. Как сделать неньютоновскую жидкость? Это просто, для эксперимента нам понадобятся 200 грамм крахмала, стакан холодной воды и динамик. Динамик должен быть достаточно большого размера.
Разрежем пакет с крахмалом и аккуратно насыпем его содержимое в миску. Теперь добавим в крахмал воды. Не добавляйте воды слишком много, иначе неньютоновская жидкость не получится.
Размешаем крахмал в воде. При размешивании можно почувствовать, что чем быстрее двигается в крахмале ложка, тем труднее его мешать. И наоборот, чем медленнее двигать ложкой, тем легче перемешивается субстанция.
Что же такое неньютоновская жидкость? Это жидкость, которая проявляет свойства твердых тел и жидкостей в зависимости от скорости воздействия на нее.
Посмотрите, я резко ударяю пальцем по жидкости. При каждом ударе она твердеет, и палец остается практически сухим. И чем быстрее двигается мой палец, тем тверже становится жидкость. А если я буду вводить палец медленно, то он будет легко входить в неньютоновскую жидкость.
А еще из неньютоновской жидкости можно скатать шарик. Вот я беру жидкость в руки и начинаю воздействовать на нее и она твердеет. Но как только я прекращаю воздействие, то твердый шарик превращается в жидкость.
Неньютоновскую жидкость можно катать по столу. Обратите внимание как часть жидкости, которая остается без воздействия, каплями скатывается в стороны.
Давайте посмотрим, как поведет себя неньютоновская жидкость под воздействием звуковых волн. Подадим на колонку звук с частотой 100 герц. Посмотрите, какое шоу разворачивается на динамике. А теперь добавим немного краски.
Почему так происходит и неньютоновская жидкость становится то твердой, то текучей? Дело в том, что когда крахмал намокает, между его молекулами образуются прочные связи.
Когда ударная звуковая волна ударяет по молекулам, то связи между молекулами ведут себя как упругая пружина, поэтому крахмал затвердевает.
То же самое происходит при резком ударе пальцем. А вот если вводить палец медленно, то связи между молекулами легко рвутся.
Применять неньютоновскую жидкость можно, например, в бронежилетах. Когда пуля резко ударяет в бронежилет, неньютоновская жидкость распределит силу удара по большой площади и защитит солдата лучше.
Видео эксперимента про неньютоновскую жидкость
Сделать простейшую ракету можно в домашних условиях, для этого вам понадобятся спички, обмотанные фольгой, свечка, плоскогубцы для удержания спички. Давайте посмотрим, как полетит наша ракета. Съемка проводилась на камеру, снимающую 240 кадров в секунду, именно поэтому мы можем рассмотреть этот полет в деталях.
Для эксперимента потребуются: спички, тарелка с водой, монетка, свеча и пустая банка. Зажгите свечу и дождитесь, пока она разгорится. Накройте свечу банкой и наблюдайте за происходящим. Свеча начинает работать как насос и вода всасывается в банку. Когда вода будет в банке, вы сможете достать монетку, не замочив рук.
Как увидеть пулю, выпущенную из ствола пистолета? Для этого нужна камера, которая может снимать большое количество кадров в секунду. Видео летящей пули в этом эксперименте замедлено в 100 раз!
Как вы думаете, почему спортивные автомобили имеют такую обтекаемую форму? Почему самолеты похожи на веретено? Почему у истребителей острый нос? Как узнать аэродинамику игрушечной машинки?
Почему каждую зиму водители меняют колеса на своих автомобилях? Делается это для того, чтобы улучшить сцепление колес авто со скользкой дорогой. Давайте узнаем, насколько важно обеспечить это сцепление.
Все мы знаем, что белый свет состоит из всех лучей спектра, но как это можно проверить на практике? Для этого эксперимента нам понадобится обычный компакт-диск и источник белого света.
Как вы думаете, можно ли ходить по воде? Как ни странно, но это возможно, если воду заменить неньютоновской жидкостью.
Можно ли сделать лазерное шоу в домашних условиях? Давайте проведем эксперимент, для которого нам понадобятся: лазерная указка, дифракционная решетка, а также автомобиль на радиоуправлении.
Как вы думаете, может ли капля воды парить над поверхностью как волшебник в сказке? А ведь это вполне возможно, что и доказывает эффект Лейденфроста.
Для опыта нам потребуется пуговица и прочная нить. Проденем нить в пуговицу и свяжем ее концы. Выровняем пуговицу посредине. Теперь нужно закрутить концы нити, вращая пуговицу перед собой. Когда нитка хорошо закрутится, то я потяну ее концы в разные стороны.
Можно ли при помощи разноцветного диска Ньютона получить белый цвет? Проведем эксперимент, для которого потребуются цветовой диск и автомобиль на радиоуправлении.
Но как работает воздушный винт самолета? У меня есть игрушка, которая поможет разобраться в этом вопросе. Состоит она из пускового механизма, приводимого в движение веревкой, и макета винтового самолета. Когда я резко дергаю за веревку, винт начинает раскручиваться с большой скоростью и самолет устремляется вперед.
Для эксперимента нам понадобится пластиковая бутылка емкостью 0,5 литра с продырявленной крышкой, а также вата, промоченная спиртом.
Для сегодняшнего эксперимента нам понадобится двояковыпуклая линза и солнцезащитные очки для защиты глаз. Получится ли при помощи линзы прожечь доску или зажечь спичку?
В этой статье я хочу рассказать о том, как работает гидравлический эксаватор и описать общий принцип его работы.
В этой статье я хочу рассказать о том, как быстро и качественно произвести резку пенопласта.
Как сделать ткань жесткой? 7 способов на любой случай.
Иногда для создания какой-либо композиции, поделки или статичной куклы бывает необходимо придать жесткость куску ткани. Как это сделать? Какие варианты подойдут и какие для этого средства можно использовать?
Сделать ткань жесткой можно несколькими способами. В своем коротком обзоре я расскажу о семи универсальных рецептах, которые можно применять в зависимости от имеющихся материалов и нужного эффекта:
1. Использование крахмала
В наших магазинах можно найти крахмал кукурузный, пшеничный, рисовый, картофельный. Лучше всего зарекомендовал себя картофельный крахмал. Он быстро густеет и придает белым вещам морозный бело-голубой оттенок.
Метод обработки:
Растворить крахмал в воде до получения однородной смеси, такого белесого “молока”. Вскипятите полученную смесь, постоянно помешивая держите на огне не более 5 минут, чтобы получился крахмальный клейстер. Если он получился слишком густым, можно добавить теплой воды. Раствор должен получиться комфортным для полоскания ткани. В нем замачиваем ткань минут на 10-15, потом достаем, сушим, гладим. Ткань приобретает жесткость, но не твердеет полностью.
Для каких изделий подходит этот метод?
Крахмалить можно однотонные вещи из натуральных тканей: хлопок, лен. Крахмал используют для придания жесткости салфеткам, тканевым и вязаным. Также крахмалят воротники, кружевные и ажурные, изделия фриволите, одежду (рубашки, например).
2. Использование желатина
Желатин используют для цветных синтетических тканей. Именно с помощью раствора желатина придают жесткость тканям для создания цветов. Желатинирование делает ткани упругими, эластичными, но не жесткими. Материал перестает крошится, из него можно изготавливать без обметки мельчайшие вещи.
Метод обработки:
Надо растворить 2 чайных ложки желатина в половине стакана холодной воды, дать ему так постоять и набухнуть (примерно 20 минут). Потом добавить еще 1 стакан воды и хорошенько перемешать. Нагрейте получившуюся смесь на водяной бане: желатин должен полностью раствориться. Подготовленную ткань или поместить в остывший раствор, или нанести раствор на ткань чистой кистью. Дать как следует пропитаться желатином, просушить в расправленном виде.
Для каких изделий подходит этот метод?
Желатином обрабатывают шелковые и синтетические ткани для создания цветов. Шифон, тонкий натуральный шёлк. Так же обработанные желатином тонкие ткани можно использовать для создания одежды для статичных кукол. Например, можно сделать прекрасные шифоновые крылышки для маленькой феи и расписать их красками по ткани.
3. Использование сахара
Сахарный раствор используют для тонких, деликатных тканей.
Метод обработки:
Растворить 3 чайных ложки сахара в половине стакана холодной воды. Половину чайной ложки крахмала развести водой в отдельной емкости. Медленно добавить крахмальное “молоко” в сахарный сироп, перемешать. Получившийся раствор вылить в 1 литр чистой воды. Тканевые детали или кусок ткани вымочить в растворе, разложить на ровной поверхности, просушить и прогладить.
Для каких изделий подходит этот метод?
Сахаром можно “крахмалить” любые тканевые детали для статичных кукол из любых тканей.
4. Использование клея ПВА
Метод обработки:
Клей ПВА смешать с водой в пропорциях 1:1. Ткань вымочить в растворе, придать необходимую форму, просушить. Если ткань получилась недостаточно жесткой, можно ещё раз нанести раствор ПВА кистью и дождаться высыхания.
Для каких изделий подходит этот метод?
С помощью ПВА можно обрабатывать любые ткани, даже фетр можно пропитывать и придавать ему жесткость. Именно так я делала шапочку Montera для костюма матадора. Этот метод придания ткани жесткости подойдет для любых рукодельных изделий в смешанной технике, особенно если вы собираетесь это изделие еще и красками расписывать.
5. Использование средства Hobby Line DECO Festiger
Это средство делает ткань каменно-твердой, и к тому же не изменяет её цвет. Подходит для придания жесткости любым тканям. Средство можно разбавлять водой, если нужно сделать ткань чуть-чуть пожестче, но не придавать ей каменную жесткость.
Метод обработки:
Средство (разбавленное или нет) наносится на ткань кистью. Необходимо следить, чтобы ткань пропитывалась полностью, не оставалось сухих “пятен”.
Для каких изделий подходит этот метод?
6. Использование средства LA Doll Cloth Clay (жидкий La Doll)
Фактически LA Doll Cloth Clay является жидким вариантом самоотвердевающего пластика LA Doll. Он непрозрачный, по консистенции напоминает жидкую сметану, быстро застывает на воздухе. Предназначен для создания декора и одежды на статических куклах или других лепных изделиях из LA Doll.
Метод обработки:
Для придания ткани жесткости её необходимо вымочить в LA Doll Cloth Clay. Средство для этого надо как следует перемешать, налить в небольшую ёмкость и опустить туда ткань или кружево, которые требуется обработать.
Ткань (кружево) должны как следует пропитаться средством. Затем её необходимо вытащить, аккуратно отжать лишнюю влагу. Нельзя скручивать ткань! Скручивание придаст поверхности лишние заломы и неровности, результат будет выглядеть неаккуратно. Ткань должна быть мокрой, но с неё не должно капать.
Влажную ткань приложить к кукле и сформовать необходимый объем, форму. Придав ткани необходимую форму и изгибы изделие необходимо оставить в покое до полного высыхания.
Остатки средства LA Doll Cloth Clay можно вылить обратно в банку.
Для каких изделий подходит этот метод?
Средство LA Doll Cloth Clay подходит для работ в смешанных техниках. Для кукол, для создания интерьерного декора. Ткань, обработанную этим средством, можно красить любыми красками, расписывать.
7. Использование клеевого флизелина и дублерина
Метод обработки:
Ткань, которой надо придать жесткость, совмещают с куском дублерина или флизелина и проглаживают горячим утюгом.
Для каких изделий подходит этот метод?
Данный метод подходит для использования в работах из ткани. Например, при создании текстильных кукол. Ну или в тех случаях, когда вам категорически не хочется связываться с клеем и прочими «влажными» материалами и «грязными» методами.
В своем небольшом обзоре я рассмотрела семь техник, которые можно использовать для придания жесткости любым тканям, в любых видах изделий. Если у вас есть свои рецепты, отличные от представленных, делитесь секретами! ))) Больше полезной информации!