關鍵概念
液體和固體
粘度
壓力
來自 國家科學教育標準:物體和材料的性質
簡介
為什麼很難從流沙中脫身?它是固體嗎?它是液體嗎?它可以兩者都是嗎?在這個活動中,你將製作一種類似於流沙的物質——但更有趣。玩玩它,看看它的行為與普通液體和普通固體有何不同。
其他更常見的物質,當我們改變溫度時,會改變狀態(從固體到液體到氣體),例如將水凍成冰或將其煮成蒸汽。但是這種簡單的混合物表明,壓力而不是溫度的變化,可以改變某些材料的特性。
背景
對混合物施加壓力會增加其粘度(稠度)。在歐不裂的表面快速敲擊會使其感覺堅硬,因為它會迫使玉米澱粉顆粒聚集在一起。但是,慢慢地將手浸入混合物中,看看會發生什麼——你的手指會像穿過水一樣輕鬆地滑入。緩慢移動使玉米澱粉顆粒有時間移開。
歐不裂和其他依賴於壓力的物質(如傻瓜橡皮泥和流沙)不是水或油之類的液體。它們被稱為非牛頓流體。這種物質的有趣名字來自蘇斯博士的一本書,名為巴塞洛繆和歐不裂。
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材料
• 1 杯水
• 1 到 2 杯玉米澱粉
• 攪拌碗
• 食用色素(可選)
準備
• 將一杯玉米澱粉倒入攪拌碗中,然後將手浸入其中。你能感覺到粉末有多光滑嗎?它由超細顆粒組成。
• 現在倒入水,一邊倒入一邊慢慢攪拌。繼續加水,直到混合物變稠(當你敲擊它時會變硬)。如果它變得太稀,則新增更多玉米澱粉,如果它變得太稠,則新增更多水。
• 如果需要,新增幾滴食用色素。(如果你想把你的歐不裂變成另一種色調,最好在將食用色素與玉米澱粉混合之前新增到水中。)
• 歐不裂是無毒的,但在進行任何科學活動時請務必小心。注意不要讓它進入你的眼睛,並在處理歐不裂後洗手。
步驟
• 捲起你的袖子,準備好弄髒!將手快速放入歐不裂中,然後慢慢將手放入其中。注意差異!
• 將一把歐不裂放在你張開的手掌中——會發生什麼?
• 嘗試在你的拳頭中擠壓它,或在你的雙手之間滾動它——它的行為有何不同?
• 慢慢地移動你的手指穿過混合物,然後嘗試更快地移動它們。
• 你還能做些什麼來測試混合物的特性?
• 額外: 如果你有一個大型塑膠箱或桶,你可以製作一大批歐不裂。將每種成分的量乘以 10 或更多,然後混合在一起。脫下鞋襪,嘗試站在歐不裂中!你可以在不陷下去的情況下走過去嗎?讓你的腳陷下去,然後嘗試擺動你的腳趾。會發生什麼?
繼續閱讀以瞭解觀察結果、結果和更多資源。
觀察結果和結論
當你擠壓歐不裂時會發生什麼?當你釋放壓力時會發生什麼?歐不裂會讓你想起其他什麼東西嗎?
歐不裂混合物不是你典型的液體或固體。玉米澱粉和水的混合物產生一種更像流沙而不是水的流體:施加力(擠壓或敲擊)會導致它變得更稠。如果你被困在一桶歐不裂中,最好的逃生方法是什麼?
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用水洗手。在將混合物倒入排水溝之前,加入大量額外的水。用乾布擦拭任何干燥的玉米澱粉,然後用溼海綿清理任何殘留物。
更多探索
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接下來…
重力的魔力
你需要的材料
• 硬幣
• 頂部開口較小(比硬幣大,但不要太大)的瓶子、罐子或筒
• 3 x 5 英寸的索引卡或其他堅固的紙張
• 剪刀
• 膠帶
• 鋼筆或鉛筆
• 水(可選)
