Тема: магнітна рідина: унікальні властивості, приклади застосування.
Мета: дізнатися про магнітні речовини та їх властивості й застосування їх у всесвіті.
Хід роботи:
План переходу для отримання інформації:
І. Застосування магнітних рідин
Спочатку визначимо, що ж таке магнітна рідина?
Магнітна рідина – це рідина, що сильно поляризується в присутності магнітного поля.
Одними із застосувань магнітних рідин є:
ІІ. Історія феромагнітних рідин
Минуло 55 років з тих пір, як співробітник NASA Стів Папелл винайшов феромагнітну рідину. Він шукав вирішення цілком певної задачі: як в умовах невагомості змусити рідину в паливному баку ракети підходити до отвору, з якого насос перекачував паливо в камеру згоряння. Тоді-то Папелл і придумав нетривіальне рішення – додавати в паливо якусь магнітну субстанцію, щоб за допомогою зовнішнього магніту керувати переміщенням палива в баку. Так на світ з’явилася феромагнітна рідина.
Як магнітну речовини Папелл використовував магнетит (Fe3О4), який за спеціальною технологією роздрібнюють (перетирав в суміші з олеїнової кислотою) протягом багатьох днів. Виходила стійка колоїдна суспензія, в якій стабільно існували крихітні частинки магнетиту розміром 0,1-0,2 мікрона. Олеїнова кислота в цій системі грала роль модифікатора поверхні, який не давав частинкам магнетиту злипатися. Патент С.Папелла US 3215572 A (Low viscosity magnetic fluid obtained by the colloidal suspension of magnetic particles) відкритий, і його можна подивитися в Інтернеті. Класичний склад феромагнітної рідини – 5% (за обсягом) магнітних частинок, 10% модифікатора поверхні (олеїнова, лимонна або поліакрилова кислоти і ін.). Решта – органічний розчинник, включаючи рідкі масла [4].
Магнітні рідини являють собою колоїдні дисперсії магнітних матеріалів (феромагнетиків: магнетиту, феритів) з частинками розміром від 5 нанометрів до 10 мікрометрів, стабілізовані в полярній (водній або спиртовій) і неполярній (вуглеводні та силікони) середовищах за допомогою поверхнево-активних речовин або полімерів. Вони зберігають стійкість протягом двох-п’яти років і володіють при цьому гарною плинністю в поєднанні з магнітними властивостями.
При появі зовнішнього магнітного поля магнітні частинки рідини намагаються розташуватися уздовж магнітних ліній поля магніту. Ці магнітні лінії, що виходять з полюса магніту, нагадують ніби голки їжака – лінії стирчать в різні боки і не перетинаються між собою. Іншими словами, рідина дозволяє побачити нам як виглядає частина магнітного поля магніту. Допоки немає зовнішнього впливу, рідина спокійна, нагадуючи собою дзеркало. Але варто тільки піднести до цього «дзеркала» магнітне поле, як воно оживає, показуючи глядачеві дивовижні об’ємні картини: розквітають чарівні квіти, виростають на поверхні рухомі фігури, що змінюються під впливом поля.
Залежно від сили і спрямованості впливу магнітного поля, картини змінюються на очах – від легких, ледь помітних хвиль, що з’являються на поверхні рідини, через голки і піки, що змінюють гостроту і нахил, і переростають в квіти і дерева.
ІІІ. Країни які поглиблено вивчають Магнітні рідини
ІV. Висновок: дізнався про магнітні речовини та їх властивості й застосування їх у всесвіті.
ПРОЄКТ
з фізики на тему:
«Магнітна рідина: унікальні властивості, приклади застосування»
Підготував роботу:
учень 9 класу
Угорського НВК
Чорнобай Артем
2020р.