¿es el ketchup un fluido no newtoniano?

Nos encanta la ciencia y las actividades STEM. Hace un par de años, hicimos un mes entero de actividades STEM con nuestra serie de actividades creativas STEM.  El experimento científico de arenas movedizas de maicena de hoy fue nuestro experimento científico para niños favorito del mes.

La maicena y el agua mezclados actúan tanto como un sólido como un líquido. La maicena y el agua es una mezcla en suspensión con un sólido disperso en un líquido. Cuando presionas la mezcla rápidamente, las moléculas de almidón se juntan.

Experimenta con diferentes cantidades de almidón de maíz y agua para ver cuánto tiempo tarda la mezcla en convertirse en un líquido completo, cuándo se convierte en un sólido completo y qué niveles de viscosidad hay entre esos extremos.

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fórmula del fluido no newtoniano

¿Cuándo algo es sólido y cuándo es líquido? Al principio puede parecer una pregunta un poco tonta, pero la respuesta es más complicada de lo que se piensa. Si no se es muy detallista, se podría resumir la distinción entre los distintos estados físicos de la siguiente manera (véase también

En la práctica, las cosas son bastante más complicadas, siempre lo son. Hay sustancias que son literalmente más difíciles de encasillar. Los llamados fluidos no newtonianos, mezclas de materia líquida y sólida, son líquidos en determinadas condiciones mientras que en otras parecen firmes y sólidos. Usted mismo puede crear fácilmente un fluido no newtoniano con sólo harina de maíz o fécula de patata y agua.

Mezcla cuidadosamente tres partes de harina de maíz con dos o tres partes de agua. Si la mezcla es correcta, notarás que se vuelve cada vez más difícil de remover. Si aplicas presión, parece que se forma una sustancia parecida al relleno.

Si dejas la mezcla en paz, vuelve a ser una pasta acuosa y suave. Puedes repetir el proceso indefinidamente; en cuanto aplicas presión a la mezcla parece que se convierte en una sustancia sólida, si la dejas reposar acaba volviéndose líquida de nuevo.

¿por qué se comporta así la mezcla de maicena?

Un fluido no newtoniano es un fluido que no sigue la ley de la viscosidad de Newton, es decir, una viscosidad constante e independiente de la tensión. En los fluidos no newtonianos, la viscosidad puede cambiar cuando se somete a una fuerza, pasando a ser más líquida o más sólida. El ketchup, por ejemplo, se vuelve más líquido cuando se agita y, por tanto, es un fluido no newtoniano. Muchas soluciones salinas y polímeros fundidos son fluidos no newtonianos, al igual que muchas sustancias comunes como las natillas,[1] la pasta de dientes, las suspensiones de almidón, el almidón de maíz, la pintura, la sangre, la mantequilla derretida y el champú.

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Lo más habitual es que la viscosidad (la deformación gradual por esfuerzos de cizallamiento o tracción) de los fluidos no newtonianos dependa de la velocidad de cizallamiento o de la historia de la velocidad de cizallamiento. Sin embargo, algunos fluidos no newtonianos con viscosidad independiente del cizallamiento siguen presentando diferencias de tensión normal u otros comportamientos no newtonianos. En un fluido newtoniano, la relación entre el esfuerzo de cizallamiento y la velocidad de cizallamiento es lineal, pasando por el origen, siendo la constante de proporcionalidad el coeficiente de viscosidad. En un fluido no newtoniano, la relación entre el esfuerzo de cizallamiento y la velocidad de cizallamiento es diferente. El fluido puede incluso presentar una viscosidad dependiente del tiempo. Por lo tanto, no se puede definir un coeficiente de viscosidad constante.

cómo hacer un fluido no newtoniano con maicena

ResumenInvestigamos el comportamiento de colisión de un fluido no newtoniano que se diluye por cizallamiento, el xantán, mediante experimentos de colisión de gotas binarias. Las colisiones de gotas de fluidos no newtonianos son más complejas que las de sus homólogos newtonianos, ya que la viscosidad no permanece constante durante el proceso de colisión. A pesar de la compleja dinámica de colisión, podemos presentar un mapa de régimen completo basado en el número de Weber adimensional (We) y el parámetro de impacto (B). Comparamos los resultados de la colisión del xantano, el glicerol y un concentrado de leche en condiciones de impacto similares. Estos experimentos revelan morfologías de colisión muy ricas y complejas para la solución de xantano con adelgazamiento por cizallamiento, sorprendentemente diferentes de las colisiones de gotas newtonianas. A diferencia del glicerol y la leche, las colisiones de xantano no muestran una separación reflexiva incluso con un número de We muy elevado. En lugar de ruptura, observamos formas de disco con un comportamiento oscilante de las gotas que colisionan. Un análisis detallado revela que este resultado está relacionado con el aumento de la disipación de energía viscosa y los efectos extensionales.

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