[حمید]

ظرف سس بسختی در دستان کوچک بچه جا می گیرد و او با تلاش زیاد موفق می شود سس را روی ساندویچی که پدرش از دست فروش خریده، بریزد.
ظرف سس بسختی در دستان کوچک بچه جا می گیرد و او با تلاش زیاد موفق می شود سس را روی ساندویچی که پدرش از دست فروش خریده، بریزد. او از پدر که حواسش جای دیگری است می پرسد : چرا سس اولش خیلی یواش از ظرف بیرون میاد ولی بعد تند و راحت؟ پدرش هم سیخونکی به بچه می زنه و می گه چه می دونم، زودباش اتوبوس داره راه می افته!

شما پاسخی برای بچه دارید؟

Topic

[حمید]

سس موجود در ظرف سس نوعی سیال فیزیکی است. ماده سیال ماده ای است که تحت تاثیر تنش برشی هرچند اندک به طور دائم تغییر شکل می دهد. در بین موادی که به طور معمول به عنوان سیال شناخته می شوند ، تفاوت بسیاری در رفتارشان با توجه به تنشی که تحمل می کنند مشاهده می شود. علم بررسی رفتار سیالات تحت تنش را رئولوژی می گویند. رئولوژي در معناي لفظي به صورت ” علم مطالعه يا چگونگي جريان مواد” تعريف مي شود .اين تعريف شامل هر نوع حركتي مي شود: از جريان متلاطم يك آبشار تا جريان آهسته شيره درخت افرا. رئولوژي مطالعه چگونگي جريان و تغيير شكل مواد تحت تاثير نيروهاي خارجي است. نام رئولوژي از كلمه يوناني ” رئو ” ( جريان) گرفته شده كه توسط دو تن از بنيان گذاران مطرح اين رشته علمي به نام هاي M.Reiner و E.C.binghamپيشنهاد شده بود. مطالعات و تحقيقات رئولوژيكي در ساخت و كاربرد مواد پلاستيكي، روان كننده ها، پوشش دهنده ها، مركبها، چسبها، مواد غذايي، داروها، محصولات آرايشي و بهداشتي و … دارای اهمیت هستند . سیالاتی که از قانون ویسکوزیته نیوتن (Newton’s Law of Viscosity) پیروی می کنند و دارای ? ( ویسکوزیته دینامیک ) ثابتی می باشند به عنوان سیالات نیوتنی شناخته می شوند. ? = ? du/dy بیش تر سیالات رایج در این گروه قرار می گیرند .سیال نیوتنی سیالی است که در آن تنش برشی (?) به صورت خطی با گرادیان سرعت ( du/dy ) تغییر می کند. سیالاتی که از قانون ویسکوزیته نیوتن پیروی نمی کنند به عنوان سیالات غیر نیوتنی شناخته می شوند و در یکی از گروه های زیر قرار می گیرند: 1- پلاستیک ( Plastic ) ، در این مواد قبل از اینکه سیال جریان یابد تنش برشی باید به یک مقدار حداقل برسد و بعد از آغاز حرکت تنش برشی با توجه به نرخ تغییر شکل ( گرادیان سرعت ) زیاد می شود. (برای مثال لجن فاضلاب) 2- شبه پلاستیک ( Pseudo Plastic )، سیالاتی که در آن ها ویسکوزیته دینامیکی با افزایش نرخ تغییر شکل (گرادیان سرعت) کاهش می یابد. (مثل شیر ، سیمان ، محلول های کلوییدی ، خاک رس) 3- مواد دیلاتانت یا اتساعی ( Dilatant Substances ) ، که در آن ها ویسکوزیته دینامیکی با افزایش گرادیان سرعت ، افزایش می یابد.( مثل ماسه روان ) 4- مواد تیکسوتروپیک ( Thixotropic Substances ) ، که در آن ها ویسکوزیته دینامیکی با گذشت زمان ، در یک نیروی برشی (ثابتی) که وجود دارد ، کاهش می یابد.(مثل رنگ های ژله ای تیکسوتروپیک ) 5- مواد رئوپکتیک ( Rheopectic Substances ) ، که در آن ها ویسکوزیته دینامیکی با گذشت زمان ، در یک نیروی برشی (ثابتی) که وجود دارد ، افزایش می یابد. 6- مواد ویسکوالاستیک ( Viscoelastic Materials ) ، موادی که در حالت های زمانی پایا رفتاری شبیه به سیالات نیوتنی دارند اما اگر تنش برشی ناگهان تغییر کند رفتاری شبیه پلاستیک از خود نشان می دهند. ويسكوزيته آشناترين و پرمصرف ترين اصطلاح رئولژيكي است كه عموماً به صورت ” سفتي هر چيز ” تعريف مي شود. به عبارت كمي و تكنيكي تر، ويسكوزيته ” مقاومت در مقابل جريان ” تعريف مي شود و از طريق نسبت تنش برشي (نيرو) به سرعت برش (حركت) اندازه گيري مي شود. تنش برشي (shear stress ) نيروي وارد بر سطح می باشد و سرعت برش(shear rate) نیز نسبت سرعت ماده به فاصله آن از بخش ساكن سیال می باشد. اسحاق نيوتن كشف كرد كه در يك سيال ايده آل، تنش به صورت مستقيم با سرعت برش متناسب است ، ضريب تناسب در اين معادله، مقياسي از مقاومت ماده در مقابل جريان است كه همان ويسكوزيته نام دارد . بنابراين مقدار ويسكوزيته ديناميك (يا ويسكوزيته مطلق) از تقسيم تنش برشي بر سرعت برش به دست مي آيد .طبق نظر نيوتن، ويسكوزيته مستقل از سرعت برش است كه البته فقط براي سيالات ايده آل (نيوتني) همانند حلالها و روغنها صحيح است. بنابراين بعد ويسكوزيته، پاسكال .ثانيه (Pa .S) است . جريان های سودوپلاستيك (pseudoplastic flow) نوعي جريان “نازك برشي ” هستند. هنگاميكه ماده تحت تنش قرار مي گيرد، ويسكوزيته آن كاهش مي يابد ، با قطع تنش، ساختمان دروني ماده ( كه ويسكوزيته اوليه را داراست)خيلي سريع بازسازي مي شود. در جريان های ديليتنت flow dilatant که بهترين توصيف آن مربوط به ريگهاي روان است، با افزايش نيرو يا سرعت برش، ويسكوزيته زياد مي شود و در هنگامي كه نيرو قطع مي شود، ويسكوزيته به سرعت به مقدار اوليه اش باز مي گردد. در جريان های تيكسوتروپيك (thixotropic flow) ، رئولوژي وابسته به زمان است.تيكسوتروپي شبيه سودوپلاستيسيتي شروع مي شود، يعني با افزايش سرعت برش، ويسكوزيته كاهش مي يابد.تفاوت اين دو در سرعت بازآرايي است.درحاليكه سودوپلاستيكها به سرعت بازآرايي مي شوند، بازيافت كامل ساختمان اوليه تيكسوتروپها از چند ثانيه تا چند روز طول مي كشد. بيشتر لوسيون ها تيكيسوتروپ هستند. اگر قصد ريختن آنها را داشته باشيم، پس از تكان دادن ظرف آنها متوجه مي شويم كه اين كار خيلي ساده تر صورت مي گيرد. سس گوجه فرنگی مورد بحث ما یک سیال تیکسوتروپ محسوب می شود که به هنگام سکون در داخل ظرف از ویسکوزیته ماکزیمم برخوردار است. وقتی سر خروجی ظرف بصورت قائم و رو به پائین قرار می گیرد ، ویسکوزیته سیال تحت تأثیر نیروی ثقل و افزایش سرعت کاهش یافته و سس علیرغم سرعت کم اولیه با سرعت بیشتری روان می شود. اگر يك ماده خاصيت نازك برشي داشته باشد، جهت گيري يا صف بندي مولكولها يا ذرات آن قابل تغيير است. با اعمال نيرو، ساختمان شبكه اي آن مختل شده و ويسكوزيته سيستم كاهش مي يابد. با قطع نيروي برش، پس از مدتي شرايط اوليه باز مي گردد. بدين ترتيب تيكسوتروپي به عنوان قابليت سيستم در ارائه ويسكوزيته كمتر با افزايش سرعت برش و قابليت آن در بازسازي ساختمان خود با گذشت زمان تعريف مي شود. به همین دلیل تکان دادن ظرف سس قبل از استفاده سبب سهولت خروج سس از ظرف می شود. در بعضي موارد، تيكسوتروپي با شاخص نازك برشي سيستم اشتباه گرفته مي شود. اين شاخص به صورت نسبت ويسكوزيته هاي ماده در دو سرعت برش متفاوت تعريف مي شود. تيكسوتروپي تنها پس از اينكه ماده برش مي خورد و سپس به صورت تابعي از كاهش سرعت برش بازسازي مي شود، مشاهده مي گردد. نمونه دیگري از يك سيال تيكسوتروپ، رنگي است كه بر روي ديوار عمودي كشيده مي شود. برس كشيدن در ساختمان ژله اي رنگ اختلال ايجاد مي كند. در نتيجه ويسكوزيته كاهش يافته و رنگ جاري مي شود. زمانيكه برس كشيدن قطع مي گردد، خيلي مهم است كه رنگ به سرعت ساختمانش را بازسازي كند تا اينكه به ويسكوزيته اوليه خود برگشته و بر روي ديوار شكم ايجاد نكند. البته بهتر است رنگ فوراً به ويسكوزيته اوليه اش باز نگردد و زماني براي صافي و يكنواختي داشته باشد، به طوريكه شيارهاي ناشي از برس ديده نشود. شيميدان هاي فرمولاتور خودشان را تنها با بخش جريان يافتن رئولوژي مشغول نمی نمايند. آنها بايد مواردي را هم كه عدم وجود ويسكوزيته الزامي است، در نظر داشته باشند.زمانيكه يك خمير دندان از تيوب خارج مي شود، قبل از اينكه درون پرزهاي مسواك فرو برود بايد به سرعت ويسكوزيته اوليه اش را بازيابي نمايد. از يك شامپو يا ضدآفتاب، داشتن غلظت كافي انتظار مي رود به طوريكه هنگام خروج، قبل ازمصرف كامل از درون دست ريخته نشود.حتي بهتر است خواص كف شامپو به دقت طراحي شود تا به صورت انبوه و پرپشت بر روي سر باقي مانده و مقدار سورفكتانت ها يا مواد فعالي كه مي تواند درون چشمان مصرف كننده چكيده و باعث سوزش آن شود، به حداقل برسد.

[پویا]

پاسخ شما گرچه کامل و عالی است، برای بچه قابل درک نیست. به زبان ساده تر چه اتفاقی می افتد؟

[Author]

Replies