موائع لا تنطبق عليها قوانين نيوتن!
هل شاهدت يوماً الموائع ( السوائل والغازات ) اللانيتونية عندما تتحرك؟ لو قدر لك هذا ستعرف أن الامر جد ممتع. تستطيع الموائع اللانيتونية أن تغير حالتها الفيزيائية من سائل إلى صلب والعكس بسرعة هائلة - لحظية تقريباً!.
كيف يحدث هذا؟
حتى نعرف هذا علينا أن نعرف ما هي الموائع اللانيتونية أولاً، وكيف تتغير فيها المادة على المستوى الجزيئي.
الموائع النيتونية هي موائع تنطبق عليها قوانين نيوتن؛ حيث تتحكم الحرارة والضغط في لزوجة المائع. فلو كان الماء مثلاً تحت الظروف المعيارية من الحرارة والضغط فإنه سيكون في حالته السائلة مهما سلطت عليه من ( قوة ) خارجية.
في الجانب الآخر تقف الموائع اللانيتوينة؛ تتبع هذه الموائع قوانين مختلفة؛ حيث يكفي تسليط مقدار قليل
من القوة الخارجية عليها، كأن ( تلكمها ) مثلا ليجعلها هذا تغير لزوجتها مما يغير حالتها الفيزيائية مباشرة.
هذه الموائع لا تتحكم الحرارة والضغط في لزوجتها.
ينقسم العلماء عند تفسير سلوك هذه الموائع إلى قسمين؛ قسم يفسر الموضوع استناداً للتجارب المخبرية، وفريق آخر يعتمد على النموذج الجسيمي، لكن الفريقين يؤمنون أن التفسير يعتمد كلياً على ما يسمى بالجسيمات الغرونية.
يفسر الفريق " المخبري " سلوك هذه الموائع على افتراض أن الاحتكاك بين الجسيمات الغرونية المعلقة في المائع يحبسها في المكان الذي سُلطت عليه القوة الخارجية مما يجعلها تتقارب فتتصرف كمادة صلبة أكثر منها سائلة.
بينما يعتقد الفريق " النموذجي " أن تسليط قوة خارجية على الموائع اللانيتوينة يقرّب الجسيمات الغرونية من بعضها دافعاً السائل الموجود بينها إلى الخارج مولداً مقاومة تبطئ جزيئات السائل مشكلة ما يسمى Hydrocluster . وهذا ما يسمى بالنموذج الهايدروديناميكي.
لكن، وحسب آخر دراسة نشرتها Physics Reviews Letters فإن فريقاً من هيئة NIST قام بالتوصل إلى أن
كلا الفريقين على … صواب.
فعند تسليط قوة خارجية على الموائع اللانيتونية فإن الغرونات تنتقل من النموذج الهايدروديناميكي إلى نموذج الاحتكاك؛ حيث تدفع الغرونيات السائل الموجود بينها إلى الخارج مما يزيد الاحتكاك فيما بينها ويبقيها معلقة في المكان الذي سلطت عليها القوة فلا تتحرك مما يجعلها تتصرف وكانها مادة صلبة.
0 on: "موائع لا تنطبق عليها قوانين نيوتن!"