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滑,污水,发出声音!关于防晒霜、沙子和冰淇淋的惊人科学发现

放大字体  缩小字体 2021-12-31 13:04  浏览次数:

啊,夏日的海滩!阳光照在脸上,沙子夹在脚趾间,冰淇淋在手里。

对于年轻和年老的科学家来说,去海滩旅行也是一个探索一些迷人流体的奇特特性的完美机会。

不畏艰险

带防晒霜。当你第一次从瓶子里挤出防晒霜时,它很容易就能覆盖你的皮肤,为你的皮肤提供一层均匀的防晒层。但是一旦涂在你的皮肤上,防晒霜就会变得更稠——它有更高的粘度——防止它滴下来。

粘度测量的是这些不同层之间的摩擦力。粘度越大(就像奶昔),你必须施加更大的力来把液体吸到吸管上。

众所周知,牛顿的粘度定律是一个数学理想。没有真正的流体是这样的,但普通的流体,如水、酒精和植物油,非常接近。

相比之下,非牛顿流体——包括剪切减薄和剪切增稠流体——不遵守牛顿的粘度定律:它们的粘度取决于施加在它们身上的力的大小。

冰淇淋上的勺子

该吃冰淇淋了。冰淇淋是由奶油、牛奶、糖和各种调味料混合而成的冷冻食品。但真正美味的冰淇淋之所以会有点点滴滴的乐趣,就在于它独特的口感。

奶油是一种特殊的东西。它是从牛奶中分离出来的富含脂肪的部分。

由脂肪球和少量液体组成的乳浊液使奶油柔滑。在搅拌奶油时,施加的力会打破脂肪球的薄膜,这些脂肪球聚集在一起,包围着被困的空气,产生气泡和奶油的悬浮液:生奶油。

冰淇淋轻盈、丝滑的质地都是由小奶油球里的小气泡造成的。

生奶油是一种非牛顿流体,被称为宾汉塑料:在静止状态下,它是半固态的,会形成坚硬的峰状,非常适合舀到草莓或烤饼上。但在足够的力量下,它可以像液体一样流动:例如,通过一罐即食生奶油的喷嘴。

任何用手做过生奶油的人都知道,时间是关键因素。从液体到半固体的转变是由施加一段时间的力引起的。

奶油里的气泡使冰淇淋变得柔软如枕头。事实上,空气可以占冰淇淋总体积的50%,这就解释了为什么它的密度比水小,也解释了为什么你可以用它来做一个漂浮的冰淇淋。

神奇的液体

非牛顿流体存在于各种有用的物质中,从生物燃料到防弹衣再到血浆,它们还有很多有待发现的地方。正如艾萨克·牛顿所说:

对我自己来说,我似乎只是一个在海边玩耍的孩子,不时地为发现一块比平常更光滑的鹅卵石或一颗比平常更漂亮的贝壳而自娱自乐,而展现在我面前的真理的海洋却全然未被发现。

还有什么比这更好的方式来度过夏日呢?

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