Είστε μαζεμένοι στο τραπέζι και τρώτε κάτι λαχταριστό. Στο τραπέζι υπάχει ένα μπουκάλι κέτσαπ που μάλλον θα προτιμήσουν αρκετοί. Παρατηρήστε το πώς κουνάει το μπουκάλι ο καθένας για να πέσει η κέτσαπ. Άλλος το κουνάει λίγο και περιμένει υπομονετικά να πέσει, άλλος το χτυπάει στο πλάι, άλλος στον πάτο κι αν είναι πλαστικό το μπουκάλι κάποιος πιθανότατα θα το πιέσει. Γιατί όμως είναι τόσο δύσκολο να πέσει ωραία κι όμορφα η κέτσαπ;

Το ερώτημα βασικά έχει να κάνει με το αν τελικά είναι στερεό ή υγρό.

Μοιάζει με υγρό, αλλά δεν ρέει όπως το νερό ή το λάδι. Το νερό όμως ανήκει στα νευτώνεια υγρά. Ο Ισαάκ Νιούτον («Νεύτωνας») διατύπωσε ότι η αντίσταση-διατμητική τάση είναι ανάλογη με την ταχύτητα με την οποία τα μέρη του ρευστού αποχωρίζονται. Με πολύ απλά λόγια, η δύναμη που ασκούμε για να θέσουμε το νερό σε κίνηση είναι ανάλογη της ταχύτητάς του.

(Αν θεωρήσουμε δύο πλάκες επιφάνειας Α μεταξύ των οποίων βρίσκεται υγρό πάχους l, τότε το παραπάνω δίνεται από τη σχέση F = η Α u / l , όπου F η δύναμη που πρέπει να ασκήσουμε, η  ο συντελεστής ιξώδους-εσωτερικών τριβών)

Η κέτσαπ όμως είναι μη νευτώνειο υγρό. Μάλιστα αποτελείται από πολτοποιημένη τομάτα, άρα κομματάκια τομάτας που είναι στερεά, και ένα διάλυμα από νερό, ζάχαρη, άλάτι, ξύδι και λοιπά μπαχαρικά. Τα κομματάκια τομάτας, λοιπόν, ως στερεά, δεν ρέεουν. Το πόσο παχύρρευστη είναι εξαρτάται από δύναμη που ασκούμε και τον χρόνο.

  • Όσο η δύναμη αυξάνεται και ξεπερνά ένα συγκεκριμένο όριο, γίνεται πιο λεπτόρρευστη και ρέει πιο εύκολα. Κι αυτό γιατί ενώ τα κομματάκια τομάτας ήταν αρχικά ομοιόμορφα κατανεμημένα, με τη δύναμη συμπιέζονται και παραμορφώνονται, κι βρίσκουν τελικά το «δρόμο» τους για να ρεύσουν.
  • Ομοίως και με το χρόνο, γυρνώντας το μπουκάλι και περιμένοντας υπομονετικά.Η κέτσαπ μπορεί να θεωρηθεί ως θιξότροπο ρευστό (thixotropic fluid), δηλαδή με την εφαρμογή διατμητικής τάσης το ιξώδες-τριβές μειώνεται με την πάροδο του χρόνου, κι έτσι γίνεται λιγότερο πηκτό και τελικά ρέει.

Άλλα μη νευτώνεια υγρά είναι οι μπογιές των ελαιοχρωματιστών ή το αίμα. Ομοίως και το αίμα, το οποίο είναι αιώρημα στερεών σωματιδίων σε υγρό, όσο αυξάνεται η ταχύτητα ροής, τα σωματίδια παραμορφώνονται για να διευκολύνουν τη ροή.

 

Για τους οπτικούς τύπους, ενδιαφέρον βιντεο:

 

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

  1. Copyright Πανεπιστήμιο Πατρών, Βασίλειος Λουκόπουλος. «Μηχανική των Ρευστών. Ενότητα 1». Έκδοση: 1.0. Πάτρα 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: https://eclass.upatras.gr/courses/PHY1945/
  2. .Φυσική Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου, Α. Ιωάννου – Ι. Ντανός – Α. Πηττας – Σ. Ράπτης, Εκδόσεις Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών και Εκδόσεων «Διόφαντος», 2014
  3. Ρεολογικές Ιδιότητες τροφίμων, Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο Αθηνών, 2012
Advertisements

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s