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神奇的“殴不裂”

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陷入流沙时为什么很难脱身?流沙是固体还是液体?有可能两者都是吗?我们将在这次实验中教你制造一种物质,类似流沙,不过好玩得多。你可以玩玩这种物质,看看它跟一般的液体或固体有什么不同。

当我们改变常见物质的温度,例如把水冷冻成冰,或者煮沸成蒸汽,物质的状态会改变(由液体变成固体,或是由液体变成气体)。但这个实验所制造出的简单混合物,可以让我们另外了解到:除了温度,压力也会对某些材料的特性造成影响。


重要概念

液体与固体

黏滞性

压力

  

背景说明

对混合物施加压力,会提高其黏滞性(浓稠度)。轻轻拍一下“殴不裂”(Oobleck,一种不定形的玩具)的表面,会觉得它很硬,因为这样会将玉米淀粉粒子压挤在一起。但如果你把手慢慢浸入这种混合物,猜猜会怎么样?你的手指将可轻易地滑进去,就像放入水中一样。原来慢动作可让玉米淀粉粒子有时间移动开来。

“殴不裂”和其他受压力影响的物质(例如橡皮泥和流沙等)不像水或油一样是液体,这种物质称为“非牛顿流体”,“殴不裂”这个饶富趣味的名称则是出自美国童书作家苏斯博士(Dr. Seuss)的Bartholomew and the Oobleck一书。


实验材料

·水1杯

·玉米淀粉1~2杯

·大碗1个

·食用色素(没有也无妨)


准备工作

1. 将一杯玉米淀粉放入大碗,然后把手放进淀粉。玉米淀粉摸起来是不是很光滑?这是因为玉米淀粉的粒子非常细致。

2. 现在将水倒入大碗,慢慢混合水和玉米淀粉。再慢慢加水,直到混合物变得浓稠(但是轻拍时又会硬化)为止。如果太稀就加入玉米淀粉、太稠就再加一些水。

3. 需要的话,可以加入几滴食用色素(如果想为“殴不裂”添加色彩,可先把色素溶于水中,再调入玉米淀粉,应该会比较方便操作)。

4. “殴不裂”没有毒性,但是进行科学实验时请特别留意,不要让“殴不裂”接触到眼睛,摸过“殴不裂”之后请记得洗手。


实验开始

卷起袖子,准备大展身手吧!将手很快插入“殴不裂”;抽出手,再将手慢慢放入。仔细观察并体验两种状况之间的差别!

1. 抓起一团“殴不裂”放在手心,看看它有什么变化?

2. 试着用单手挤压“殴不裂”,或是用两手搓揉它,它的反应有什么不同?

3. 在“殴不裂”中慢慢移动你的手指,再试着加快移动的速度。

4. 自己想想看:还有什么方法可以试验“殴不裂”的特性吗?

5. 再试试看:如果你有大型塑料桶或水缸,就可制作大量“殴不裂”。将前面列出的材料量乘以10倍以上,然后混合起来。脱下鞋袜,试试看站在“殴不裂”上!你能在上面行走而不会沉下去吗?让你的脚沉下去,再试着动动脚趾,看看有什么变化?


观察与结果

当你挤压“殴不裂”时发生了什么事?停止施加压力后又有什么变化?“殴不裂”有没有让你想到其他东西? 

“殴不裂”混合物不是典型的液体,也不是固体。这种玉米淀粉与水的混合物是一种流体,比较不像水而像流沙。施加压力(挤压或拍打)会使它变得更加浓稠。如果你陷在一缸“殴不裂”中,该怎么做才能逃出来?


清理工作

用水将手洗净。加入大量的水以稀释“殴不裂”混合物,再倒入水槽。拿干抹布擦去干掉的玉米淀粉,再用湿海绵清除残余的淀粉。 


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