Vì sao chất lỏng polymer có thể leo lên một que đang quay?

Khoa học tự nhiên 8 – phần Vật lý • Khám phá mở rộng

Một số dung dịch polymer có thể dâng quanh que quay vì dòng làm các chuỗi polymer biến dạng và tạo ứng suất đàn hồi theo những hướng khác nhau. Những ứng suất ấy thay đổi cân bằng của mặt chất lỏng, gây hiện tượng leo que Weissenberg. [1][2]

Chất lỏng cũng có thể mang đáp ứng đàn hồi

Gọi vật là chất lỏng chưa nói hết nó ứng xử thế nào. Một dung dịch có các chuỗi polymer dài có thể chảy nhưng đồng thời giữ đáp ứng đàn hồi khi cấu trúc phân tử bị biến dạng.

Trong dòng vòng quanh que, biến dạng chuỗi và ứng suất không chỉ tạo cản trượt. Chênh lệch ứng suất theo các phương, gồm tác dụng như sức căng vòng, có thể dẫn chuyển động và làm mặt chất lỏng lên quanh que. [1]

Đó là tính chất của dòng và vật liệu. Không cần cho que có một lực từ đặc biệt để hút chất lỏng lên.

Mặt nước nói về ứng suất bên trong

Nghiên cứu hiện tượng phối hợp đo chiều cao, diễn biến theo thời gian và phép đo lưu biến để hiểu vật liệu. Vì vậy một hình mặt thoáng có thể cho dấu vết về cách chất lỏng chịu biến dạng, không chỉ về khối lượng riêng. [2]

Mô tả “polymer như dây đàn hồi” giúp nhớ khả năng đáp ứng, nhưng các chuỗi không là những sợi dây lớn cố định buộc vào thành bình.

Leo lên cần điều kiện và nguồn năng lượng

Que được làm quay cung cấp năng lượng cho dòng. Khi điều kiện quay và vật liệu thay đổi, độ dâng và thời gian đáp ứng thay đổi; sức căng bề mặt, trọng lực và độ nhớt vẫn tham gia.

Không phải mọi chất lỏng nhớt hay mọi huyền phù đều leo quanh que. Một kết quả cho dung dịch polymer không được áp thẳng cho nước sạch hoặc hỗn hợp hạt khác.

Khác heli siêu chảy đi theo màng trên thành, ở đây dòng quay làm cấu trúc vật liệu đáp ứng đàn hồi. Bài học là chất lỏng có thể tạo những lực khác nhau theo hướng khi đang chảy, khiến hình mặt thoáng vượt khỏi trực giác về một chất lỏng đơn giản.

Kết nối với bài học

Bài học nền tảng: Áp suất chất lỏng. Áp suất khí quyển.

Đọc thêm: Chất lỏng gây áp suất theo những hướng nào.

Chương trình Khoa học tự nhiên 8 – phần Vật lý · Trợ lý AI Ước Mơ Lớn.