der Wasserklumpen – oder die Nicht-Newton’sche-Flüssigkeit

Zeit

• ca. 5 Minuten für das Anrühren

Material & Geräte

• (Plastik-) Schüssel
• Maisstärke
• Wasser
• (Löffel)

Durchführung

• Mische die Stärke mit dem Wasser im Verhältnis 3:2 (= 3 Teile Stärke und 2 Teile Wasser)
• Tauche den Löffel langsam in den fertigen Brei! Was beobachtest du?
• Schlage den Löffel schnell und kräftig auf den fertigen Brei! Was beobachtest du?
• “Wetten ich kann den Löffel schneller aus der Flüssigkeit herausziehen als du?”
• “Wetten du kannst keine Kugel daraus formen und sie mir zeigen!”

Beobachtung

Tippt oder schlägt man kräftig auf den Brei, sinkt der Löffel nicht ein, er prallt auf der Oberfläche regelrecht ab. Wenn man den Löffel jedoch langsam senkt, sinkt er in die Flüssigkeit ein.

Bei der kleinen Wette gewinnt derjenige, der den Löffel langsam herauszieht. Derjenige, der versucht den Löffel schnell heruaszuziehen, reißt die gesamte Schüssel mit.

Hintergrund

Der bei diesem Experiment angerührte Brei ist eine Suspension, also ein heterogenes Gemisch aus einer Flüssigkeit (dem Wasser) und einem Feststoff (der Maisstärke), die sich nicht oder kaum in einander lösen oder chemisch miteinander verbinden. Das Ganze bildet in diesem Falle eine nichtnewtonsche Flüssigkeit.

Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten haben keine konstante Viskosität, sondern verhalten sich je nach einwirkenden Kräften mal wie ein Feststoff, mal wie eine Flüssigkeit. Die Stärkekörner der Maisstärke sind von Wasser umgeben, was die Viskosität erhält, wird nun durch Druck diese Wasserhülle zwischen den Körnern verdrängt, “verhaken” sich die Körner und es entsteht eine feste Oberfläche.

Tipp

• Man kann den Versuch auch mit Weizenstärke machen, allerdings wurde in unseren Versuchen das Ergebnis längst nicht so schön wie mit Maisstärke. Kartoffelstärke soll dagegen nicht funktionieren, da diese das Wasser aufsaugt und aufquillt, das wurde von uns aber nicht überprüft oder getestet.
• Bei der Herstellung muss nicht sklavisch das exakte Verhältnis abgemessen werden, man kann es auch “aus dem Handgelenk” zusammenmischen. Dabei ist darauf zu achten das Wasser in die Stärke einzurühren das man immer noch etwas Wasser hinzugeben kann, aber meist nur eine begrenzte Menge Stärke zur Verfügung hat.

Nachtrag

Wir haben bei Youtube ein Video gefunden, das den Versuch noch einmal illustriert:

Man kann das Ganze natürlich auch “eine Nummer größer” aufziehen, wie verschiedene Fernsehsender und -sendungen (auch in Deutschland) immer wieder beweisen. Hier mal eine Folge der inzwischen auch in Deutschland bekannten Mythbusters im englischen Original:

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