शेन कीटिंग, न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालय
केनसिंगटन (ऑस्ट्रेलिया), 27 दिसंबर (द कन्वरसेशन) आह, गर्मी में समुद्र तट का मजा! आपके चेहरे पर सूरज, आपके पैर की उंगलियों के बीच में रेत, आपके हाथ में एक आइसक्रीम।
वैज्ञानिकों के लिए, समुद्र तट की यात्रा कुछ आकर्षक तरल पदार्थों के अजीबोगरीब गुणों का पता लगाने का एक सही अवसर है।
सनस्क्रीन कभी पतली परत तो कभी मोटी
सनस्क्रीन लें। जब आप पहली बार बोतल से सनस्क्रीन निकालते हैं, तो यह आपकी त्वचा पर आसानी से फैल जाती है, जिससे सूर्य की किरणों के खिलाफ एक समान सुरक्षात्मक परत मिलती है। लेकिन एक बार आपकी त्वचा पर, सनस्क्रीन की मोटी परत बन जाती है तो उसमें चिपचिपापन होता है जो इसे टपकने से रोकता है।
किसी द्रव की चिपचिपाहट उसकी वह क्षमता है जो बल लगाने पर अपना आकार बनाए रखती है। सनस्क्रीन एक पतला तरल पदार्थ है, जिसका अर्थ है कि इसे रगड़ने से इसकी चिपचिपाहट कम हो जाती है इसलिए यह बहने लगती है।
यह प्रभाव आमतौर पर पॉलिमर नामक श्रृंखला जैसे अणुओं वाले तरल पदार्थों में होता है। रखे रहने पर, पॉलिमर एक अनियमित पैटर्न में उलझ जाते हैं; लेकिन जब उन्हें चारों ओर धकेला जाता है, तो वे खुद को परतों में पुनर्व्यवस्थित करते हैं जो एक दूसरे पर बड़ी आसानी से बिछ जाते हैं।
इस तरह के पतले तरल पदार्थ काफी आम होते हैं। केचप एक उत्कृष्ट उदाहरण है: इसमें उच्च चिपचिपापन होता है, जिससे यह बोतल के किनारों से चिपक जाता है जब तक कि आप इसे हिला नहीं देते हैं ताकि इसकी चिपचिपाहट कम हो जाए और यह नोजल से बाहर निकल जाए।
जब केचप आपकी प्लेट पर गिरता है, तो इसकी चिपचिपाहट फिर से बढ़ जाती है इसलिए यह आपस में चिपक जाता है। (यदि इससे आपके मुंह में पानी आना शुरू हो रहा है, तो आपको यह जानने में दिलचस्पी होगी कि लार भी द्रव को पतला करने वाला पदार्थ है।)
रेत में पैरों के निशान
एक पतले तरल पदार्थ के विपरीत एक मोटा तरल पदार्थ होता है, यह एक ऐसी सामग्री है, जिसका चिपचिपापन लागू बल के साथ बढ़ता है।
इसका एक परिचित उदाहरण बहुत गीली रेत है: यदि आप एक मुट्ठी उठाते हैं, तो यह आपकी उंगलियों के बीच दानेदार कस्टर्ड की तरह बहेगी। जब आप इसे निचोड़ते हैं, हालांकि, रेत दृढ़ हो जाती है और, प्रति-सहज रूप से, सूखी दिखाई देती है।
यह व्यवहार, जिसे गीला-रेत प्रभाव कहा जाता है, इसलिए होता है क्योंकि आपके हाथ की संपीड़न शक्ति रेत के छोटे कणों को अलग करती है, जिससे जगह बनती है जिससे पानी सतह से दूर हो जाता है।
वही प्रभाव आपको गीली रेत पर चलने में मदद करता है, जहां आपके पैर जमीन पर फर्म और सूखे पैच तैयार करते हैं। लेकिन अगर आप स्थिर खड़े हैं और अपने पैर की उंगलियों को धीरे से हिलाते हैं, तो गीली रेत एक तरल अवस्था में वापस आ जाती है, जिससे आपके पैर अंदर धंस जाते हैं - और जब आप उन्हें बाहर निकालते हैं तो एक घोल सा बनाते हैं।
आइसक्रीम पर स्कूप
अब कुछ आइसक्रीम खाने का समय। आइसक्रीम, क्रीम, दूध, चीनी और स्वाद का एक जमा हुआ मिश्रण है, लेकिन यह क्रीम का अनूठा व्यवहार है जो वास्तव में अच्छी आइसक्रीम के आनंद के लिए जिम्मेदार है।
क्रीम अजीब चीज है। यह दूध का वसा युक्त भाग है, जो इसके पानी के आधार से अलग होता है।
वसा ग्लोब्यूल्स और तरल की थोड़ी मात्रा क्रीम को मुलायम बना देती है। जब क्रीम को फेंटा जाता है, तो लागू बल वसा ग्लोब्यूल्स की झिल्लियों को तोड़ देता है, जो फंसी हुई हवा के चारों ओर एक साथ चमकते हैं, जिससे बुलबुले और क्रीम का निलंबन उत्पन्न होता है: व्हीप्ड क्रीम।
व्हीप्ड क्रीम एक प्रकार का गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ है जो अर्ध-ठोस होता है और जिसे ऊंचा करके कोन बनाकर टिकाया जा सकता है। लेकिन पर्याप्त बल के तहत, यह एक तरल की तरह बह सकता है: उदाहरण के लिए, तत्काल व्हीप्ड क्रीम के कैन के नोजल के माध्यम से।
जिस किसी ने भी हाथ से व्हीप्ड क्रीम बनाई है, वह जानता है कि मुख्य सामग्री समय है। तरल से अर्ध-ठोस में परिवर्तन समय की अवधि में बल लगाने के कारण होता है।
क्रीम में फंसे हवा के बुलबुले आइसक्रीम को फुलाव और कोमलता प्रदान करते हैं। वास्तव में, हवा आइसक्रीम की कुल मात्रा का 50% तक बना सकती है, जो बताती है कि यह पानी से कम घनी क्यों है - और आप इसका उपयोग एक आइसक्रीम के तैरने के लिए क्यों कर सकते हैं।
शानदार तरल पदार्थ
गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ जैव ईंधन से लेकर बॉडी आर्मर से लेकर रक्त प्लाज्मा तक सभी प्रकार के उपयोगी पदार्थों में पाए जाते हैं, और उनके बारे में अभी भी बहुत कुछ खोजना बाकी है।
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