其实是因为沼泽的构成元素是——非牛顿流体,非牛顿流体又是什么东西呢?它有什么有趣的秘密?今天我们就来揭秘一下!
什么是非牛顿流体
流体是液体和气体的总称,是物质存在的一种形态。
1687年,大名鼎鼎的牛顿做了一个实验。他在两平行平板间充满水,下平板固定不动,上平板以等速U向右运动。此时,附着于上、下平板间的水的质点速度分别是U和0,而且从0到U是均匀、线性增加的。像空气和水这样低分子量的流体黏度(流动阻力或流层间摩擦力)小,遵从牛顿实验规律,因此称之为牛顿流体。
然而还有一些像胶水、蜂蜜等这样的高分子量的黏稠流体,它们黏度大,不易流动,如果做牛顿流体实验会发现,流体质点速度从0到U增加很快(非线性),这类流体就称之为非牛顿流体。
“欺硬怕软”的典型
牛顿流体和非牛顿流体的“脾气”可大不一样。在日常生活中,你很容易就能把手伸入水中,用力拍打水也会很轻易地打破水面,重击水也不会有拍打到胶水或者蜂蜜这些黏稠流体上的感觉,换句话说,水的黏度不会随外界打击(剪切力)而改变,因为水是牛顿流体。
非牛顿流体可就大不一样了,它有遇强则强、遇弱则弱的特点。比如,越用力拍打面团,会觉得面团越硬,因为在外力快速重击下,面团这种非牛顿流体的黏度会变大。
非牛顿流体随处可见
非牛顿流体普遍存在于我们的身边,但我们往往意识不到。绝大多数生物流体是非牛顿流体,如人的血液、淋巴液等。工业生产中的石油、泥浆、纸浆、油漆、橡胶溶液等,也是非牛顿流体。日常生活中常见的牙膏、蜂蜜、淀粉溶液、果酱等,都是非牛顿流体。可以说,人类生产、生活离不开非牛顿流体。
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本期内容选自2020年第7、8合刊《少年科学画报》
文稿:愚者
责编:吴自梅
排版:TT
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