口香糖+椰子=被打开的椰子?

作者: 蔡东民

来源: 科学大院

发布日期: 2019-05-23

本文介绍了如何使用口香糖打开椰子的方法,并详细解释了口香糖作为非牛顿流体的特性,包括胀流性流体、宾汉流体和假塑性流体的性质和应用。

烈日炎炎的夏天到了,又是喝椰子汁吃椰肉的好时节!大院er有一个问题,如果手边只有榴莲、橡皮筋、口香糖三种东西,如何选择其中一种快速打开椰子呢?

用榴莲以硬碰硬,像锤子一样砸开椰子?用橡皮筋勒在椰子周围,利用橡皮筋的张力把椰子挤爆?不过,这个方法看起来真不省心……

口香糖看起来是最不可能打开椰子的一种工具了,但是!口香糖开椰子还真别说,这个方法看上去最简(bao)单(li)。柔软的口香糖正是可以快速打开椰子的神器。

口香糖与胀流性流体:吃软不吃硬。那正确的用口香糖开椰子的姿势是什么呢?首先把几片没有嚼过的口香糖揉成一个圆锥形,然后尖端朝上、底端朝下平放在桌子上,接着举起椰子,用力往口香糖上砸,这时我们会发现,口香糖不仅不会被砸扁,反而把椰子砸出了一个洞。如此反复几次,椰子就能被破开。

口香糖究竟是何方神圣?为何拥有如此神力?它就是我们今天要讲的主角——非牛顿流体。

口香糖中有一种胶基的成分,属于非牛顿流体中的切力增稠流体,这种流体在大的外力作用下粘度变大,外力越大,粘度就越大。当椰子以高速撞击口香糖时,口香糖粘度迅速增大,此时就表现得像固体一样坚硬,从而扎破椰子坚硬的外壳,而外力一旦撤出之后又恢复成液体的性质。而如果外力作用小而缓慢,就会表现得和普通液体一样,具有流动性,是一种吃软不吃硬的家伙。

胀流性流体粘度的改变,可以认为和它内部的结构有关,即发生切力增稠时,流体内部形成了某种结构。胀流性流体通常为多相混合物,比如海滩上的湿沙,是沙子和水的混合物。在没有外力作用或者外力作用很小时,不规则的沙粒紧密堆积,水可以均匀地填充在沙粒之间的间隙中,起到润滑剂的作用。

当有人一脚踩在沙子上,原本紧密堆积的结构被破坏,沙粒间产生“错位”使得体积增大;同时水被迫向周围运动,流动发生紊乱,阻力增大,而沙子也因为失去润滑剂的作用,流动更加困难。

宾汉流体的剪切应力和剪切速率也是成线性关系,但与牛顿流体不同的是,它有一个屈服应力,只有当外力大于屈服应力时它才会发生流动。最典型的宾汉流体就是牙膏,在没有外力作用是,它看上去像固体。只有当我们用力挤牙膏时它才会从管子“流”里面出来,被挤到牙刷上时也依然能够保持一定的形状而不会“趴”下去。如果不去挤它,即使你把牙膏管倒过来,它也不会流出来。

假塑性流体表现出来的性质和胀流性流体恰恰相反,在低剪切速率下粘度保持为常数,当剪切速率增大,粘度反而减小。也就是说给它施加的外力越大,它表现出来的粘度越小。所以它也叫做切力稀化流体。如果说胀流性流体吃软不吃硬,那么假塑性流体就是欺软怕硬的家伙。

下次当你准备吃椰子的时候,不妨试一下用口香糖开椰子,前提是,你得有一盒口香糖!

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