Versuchsaufbau zur Fließgrenze
Aus den sehr leichten Balsaholzleisten stellt man einen möglichst langen dreieckigen Pendelarm her. Damit er etwas steifer wird und nicht sofort zerbricht, ist eine Aussteifung sinnvoll. Mit zurechtgebogenem Draht erstellt man sehr einfache aber reibungsarme Gelenke. Das ergibt die Lagerung des Pendelarms. An das untere Ende des Pendelarms klebt man ein Paddel aus dünnem Alublech. Paddelfläche 20x20 mm. Dieses sehr leichtgewichtige Blechpaddel lässt man nun in die zu untersuchende Flüssigkeit eintauchen.
Unter die Petrischale legt man ein Papier mit parallelen Linien als Maßstab.
 
Bilder 10.15 bis 10.17
Versuchsaufbau mit Pendelarm, vergrößertem Ausschnitt der Lagerung und der Petrischale mit Maßstab
Lenkt man nun das Pendel aus, und lässt es los, zieht die Schwerkraft das Pendel zurück in die senkrechte Stellung. Die Viskosität der Flüssigkeit dämpft diesen Vorgang. Es braucht einige Zeit bis zur senkrechten Lage, da die Rückstellkraft des Pendels durch seine große Länge und sein kleines Gewicht ganz gering ist. Die Eintauchfläche des Paddels beeinflusst die Empfindlichkeit des Versuchsaufbaus.
Hat die zu untersuchende Flüssigkeit keine Fliessgrenze, beispielsweise Salatöl, schwingt das Pendel immer in die senkrechte Position. Für Zweifler kann die Auslenkrichtung von links nach rechts geändert werden. Das Ergebnis bleibt gleich.
Anders wird das Ergebnis, wenn wir statt Salatöl eine Salatsoße einsetzen. Nehmen sie dazu eine klardurchsichtige Kräutersoße in der die feinen Kräutlein schweben.
Schüttelt man die Flasche, hält man den Inhalt für eine Flüssigkeit. Dem ist aber nicht so, denn die Kräuter setzen sich nicht ab. Die Sauce enthält einen oder mehrere Lebensmittel-taugliche Verdicker, die ihr eine winzige Fliessgrenze verschaffen. Food- Design fördert das appetitliche Aussehen des Produkts und damit die Kauflust der Kunden.
  
Bild 10.18 Bild 10.19 Bild 10.20
In der Salatsauce bleiben die Kräuterteilchen schweben. Der Fruchtjoghurt hat eine sehr kleine Fliessgrenze.
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Bio- Joghurt ist stichfest. Er hat eine hohe Fließgrenze.
Ob die Verdicker den Geschmack verbessern, sei dahingestellt. Fruchtjoghurt hat eine artifizielle Fliessgrenze. Die Säure und der Zucker der Früchte zerstören die natürliche Fließgrenze des Bio-Joghurts. Aber zurück zum Experiment.
Untersucht man nun das Kräuterdressing, kommt das Pendel vor der Senkrechten zum Stillstand. Das Paddel friert in der Fliessgrenze der Sauce quasi ein. Es erreicht niemals die Senkrechte!
(Achten sie darauf, dass kein Alleswisser am Aufbau wackelt!)
Mit diesem Experimentalaufbau, der nur einige Euro kostet, kann mit enorm hoher Präzision die Fliessgrenze einer Substanz bestimmt werden.
Die einzige wirkende Fehlerquelle dieses Versuchs ist die Reibung der Bindedrahtlager. Sie kann aber vernachlässigt werden. Abhilfe würden hier zwei feine Fädchen bringen, mit denen man das Pendel anlenkt.
? Kann man mit einfachen Mitteln den Messbereich der Apparatur erweitern?
Ja, durch Variation der Paddelfläche und durch Anbringen eines Gewichts nahe am Paddel . |
