不知道大家在刷牙時有沒有注意過這樣的現象,在擠牙膏的過程中,彩條是均勻的被擠出來的,并沒有混合在一起,這到底是為什么呢?
其實,這要從靜止狀態和擠牙膏狀態這兩種情況下來分析。
靜止的牙膏里的彩條不變色,主要是因為牙膏的流體物理性質和彩條所用的色素這兩個因素。
牙膏既不是液體,也不是固體,而是一種賓漢流體,屬于非牛頓流體。除了牙膏,血液、酸奶、蛋黃醬都是賓漢流體。賓漢流體的一個超強屬性就是,在不受力,比如沒有被擠壓的情況下,它可以像固體一樣基本不流動。而受到了一定程度的擠壓后,賓漢流體才能開始流動。
因此當牙膏沒有被擠的時候,彩條能保持比較稠密的狀態,比較接近不能流動的固體,可以在牙膏管里互不干擾。
另外,在一般情況下,不同顏色的染料會發生滲色的現象。彩條牙膏的生產廠家為了防止彩條互相滲色,常用聚乙烯包裹染料,使它們變得穩定。
這就是靜止的牙膏彩條不會混合的兩大原因。
在擠牙膏的時候,彩條就會流動起來,變得更像液體而不是固體,這樣它們才能從牙膏管子里流出。
當牙膏流動的時候,它就必須要符合一個流體力學規律——雷諾數。一種流體的粘度越大,它的雷諾數就越小;反之粘度越小,雷諾數就越大。雷諾數決定了液體是怎樣流動的。
具體來說,如果雷諾數小于2100,那么液體將平行運動,不會攪和在一起,這種流動叫做層流;如果雷諾數大于4000,那么液體將互相混合,這種流動叫做湍流。
對于牙膏來說,它的粘度非常大,因此它的流動只能是層流。擠牙膏的時候,位于邊緣的彩條和中間的白條一起平行流出,所以擠出來的牙膏彩條也不會混合在一起。
當然了,牙膏和粘度較小的水混合后,雷諾數蹭蹭上漲,所以彩條的顏色就會混在一起,水乳交融了。
最后,因為不同顏色的彩條有相同的流速(它們的流變學性質相同),因此可以保證擠到最后也不會出現某種彩條被首先擠完的情況。
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