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

Wasserklumpen – oder die Nicht-Newton’sche-Flüssigkeit
Wird der magische Brei zusammengedrückt, ist er fest, sobald der Druck aber nachlässt, zerfließt er sofort wieder.

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, da 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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5 Anmerkungen zu “der Wasserklumpen – oder die Nicht-Newton’sche-Flüssigkeit

  • 26. März 2013 um 22:58
    Permalink

    Das Experiment funktioniert wunderbar mit Kartoffelstärke (selbst ausprobiert).
    Es kommt nicht auf die Grösse der Stärkekörner an, sondern dass sie sich verhaken können.

    Antworten
  • 13. September 2012 um 21:15
    Permalink

    Moin moin,

    das klingt nach viel Arbeit, aber das Mischverhätnis von 3:2 bleibt gleich. Wie sich das Ganze bei der Größe einfach/sinnvoll vermischen lässt, weiß ich nicht, da wir immer mit deutlich kleineren Mengen arbeiten. Da reicht dann ein großer Holzlöffel. Aber ggf. mal im Baumarkt nach einem Mischaufsatz für die Bohrmaschine erkundigen.

    Wie lange das an der frischen Luft stabil bleibt, hängt vom Wetter ab, wenn es regnet wird das ganze viel zu flüssig, ist es zu warm oder windig, dann wird es zu fest, weil das Wasser verdunstet.

    Insgesamt ist es keine Hexerei. Man muss nur bedenken, dass sich Stärke und Wasser nicht dauerhaft mischen, sprich die Stärke setzt sich bei Nichtgebrauch unten ab.

    Sondermüll? Maisstärke und Wasser sind beides Lebensmittel. Das kann man so entsorgen, aber bei der Menge? Gute Frage, da wüsste ich spontan leider kauch keinen Rat, außer durchtrocknen lassen und die Stärke dann in den Hausmüll. Einfach mal die Entsorgungsfirma vor Ort mal fragen.

    Antworten
  • 13. September 2012 um 00:06
    Permalink

    Hallihallo, habe vor das kommendes Jahr öffentlich auf unserem Stadtfest vorzuführen, bräuchte einige Infos über Mischverhältnis bei ca. 6 m³ möchte ein Bassin 4×2 meter mit 50 cm höhe bauen. Wie lange ist die Masse an der frischen Luft stabil? auch über 2 Tage oder muss sie frisch aufgerührt werden? Gibts Informationen über entsorgungsmöglichkeit? Ist doch bestimmt sondermüll oder? Würde mich über eine Antwort sehr freuen. Besten Dank aus Mitteldeutschland Anthony Garcia

    Antworten
    • 10. April 2011 um 20:55
      Permalink

      Gerne ;-)

      Der Versuch ist einfach beeindruckend und nicht nur Kinder haben bei der Durchführung unglaublichen Spaß, auch die Erwachsenen sind in der Regel erst besorgt um ihre Kleidung, dann sprachlos und hinterher begeistert.

      Spannend ist dieses Gemisch übrigens auch als kleines Kunststückchen: Wetten ich kann mit dem Löffel in der Schüssel, die Schüssel anheben, ohne diese zu berühren? – Die Schnelligkeit macht’s.

      Antworten

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