Michal Růčka, Helena Valouchová

Stručný rozvrh přednášky 0. Cíle a očekávání 1. Definice Nenewtonovských kapalim 2. Rozdělení Nenewtonovských kapalin 3. Některé zajímavé vlastnosti 4. Popis experimentů 5. Demonstrace 6. Naplnění cílů

Cíle a očekávání Vytvoření kvalitní nenewtonovské kapaliny Udržení ve vhodném stavu pro provedení experimentu Provedení experimentů se zdarem Chování kapaliny dle očekávání Pochopení chování kapaliny

Trocha nut(d)né teorie 1 Nenewtonovské kapaliny, někdy také nelineárně viskozní, jsou takové, u kterých není rychlost deformace přímo úměrná napětí Neplatí pro ně Newtonův zákon viskozity D=f(t)

Trocha nut(d)né teorie 2 Pro popis chování nestačí pouze viskozita, jsou nutné i nějaké další, tzv. reologické, veličiny Tyto vlastnosti způsobeny vzájemnou interakcí molekul uvažované kapaliny Patří mezi ně například roztoky a taveniny makromolekulárních látek (laky, asfalt, tělní tekutiny, apod.), směsi široce užívané ve stavebnictví a potravinářství, ropa, aj.

Rozdělení nenewtonovských kapalin Zobecněné nenewtonovské tekutiny – Binghamské tekutiny – tečou až od určitého napětí (suspenze křídy či vápna) – pseudoplastické tekutiny – viskozita klesá s rychlostí deformace (kečup) – dilatantní tekutiny – viskozita roste s rychlostí deformace (škrobové suspenze)

Rozdělení nenewtonovských kapalin Viskoelastické tekutiny – tečou, ale zároveň si do určité míry „pamatují“ tvar a po odstranění napětí se částečně vrátí do původního tvaru S časovou závislostí – vlastnosti tekutiny jsou závislé na době působení napětí – tixotropní tekutiny – s dobou působení napětí viskozita klesá (nátěrové hmoty, laky) – reopexní tekutiny – s dobou působení napětí viskozita roste

Graf závislosti napětí na smykové rychlosti

Graf závislosti viskozity na smykové rychlosti

Zajímavé vlastnosti Při vysokém tlaku zvětšují odpor vůči mechanickému vniknutí Rozšíření proudu kapaliny při výstupu z trubky Weissenbergův efekt „Tančení“ kapaliny v blízkosti zdroje zvuku

Experiment – základní vlastnosti Použit roztok škrobu (potravinářský bramborový) a vody Experimentálně zjištěn ideální poměr – 10 ml škrobu na 6-7 ml vody Problémy při provedení – velmi rychlé vysychání škrobu, zkažení roztoku po pár dnech Experimenty: Základní vlastnosti Reakce roztoku na vibrace

Barus Effect

Kaye effect Jev, který vzniká při nalévání tenkého proudu nenewtonské kapaliny Dochází k odražení kapaliny proti směru působení gravitační síly

Weissenbergův efekt Popis experimentu: do nádoby s Nenewtonskou kapalinou vložíme kolmo tyč, kterou rotujeme Dochází k vytlačování kapaliny vzhůru v kolmém směru, tzn. proti působení gravitační síly Díky interakci molekul nedojde k roztržení

Naplnění cílů a poučení do budoucna Vytvoření kvalitní nenewtonovské kapaliny Udržení ve vhodném stavu pro provedení experimentu Provedení experimentů se zdarem Chování kapaliny dle očekávání Pochopení chování kapaliny Cíle do budoucna Více se seznámit s vlastnostmi kapaliny Provést větší množství experimentů Srovnat větší množství kapalin

Zdroje (1,2)Nenewtonovské kapaliny – Dostupné z URL: http://www.kme.zcu.cz/granty/biofrvs/pdf/4-01FRVS-03.pdf Nenewtonovská kapalina – Dostupné z URL: http://kdf.mff.cuni.cz/tabor/2010/odborny/nenewtonovska_kapalina.p df Nenewtonovská tekutina – Dostupné z URL: http://cs.wikipedia.org/wiki/Nenewtonsk%C3%A1_tekutina Weissenbergův efekt – Dostupné z URL: http://fyzmatik.pise.cz/28948-weissenberguv-efekt.html NeNEWTONOVSKÁ KAPALINA – Dostupné z URL: http://fyzmatik.pise.cz/84735-nenewtonovska-kapalina.html The Barrus effect – YouTube – Dostupné z URL: http://www.youtube.com/watch?v=KcNWLIpv8gc&feature=related

Děkujeme za pozornost