なぜ水はかき混ぜやすく、生地はかき混ぜにくいのか。

水はニュートン流体であり、遠心力によって凹状渦が形成されるため攪拌しやすく、非ニュートン流体ではワイゼンベルク効果があり、せん断力が大きくなると粘着性が高まるため攪拌しにくくなる。

なぜ水はかき混ぜやすく、生地はかき混ぜにくいのか。

なぜ水はかき混ぜやすく、生地はかき混ぜにくくなるのか。生活の中で、水のボウルがある場合は、特定の方向に箸を持って素早くかき混ぜ続けると、かき混ぜやすくなり、ボウルの中の水が同時に中央の凹状の渦を提示します。しかし、このボウルに小麦粉を加えると、結果は変わります。この時点でもう一度かき混ぜてみると、かき混ぜるほどかき混ぜにくくなり、生地が箸に沿って上に上がっていく現象が見られます。なぜこのようなコントラストが起こるのか。

生地を混ぜるときにクリープ現象が発生する。実際、軟質物性物理学における流体の分類では、水とペーストはニュートン流体と非ニュートン流体の2つの異なる性質を持つ流体である。水、アルコール、空気など、自然界に存在する多くの流体は“ニュートン流体”と呼ばれています。ほとんどの低分子流体(分子量が小さい)では、等方性の性質により粘度係数はほぼ一定のままであり、ニュートン流体と呼ばれます。一方、非ニュートン流体の粘度係数はせん断速度によって変化し、せん断速度が高いほど粘度が高くなります。つまり、このような流体を素早くかき混ぜたい場合は、より多くの労力が必要であり、速度が速いほど難しくなります。このような非ニュートン流体には、多くの高分子(分子量が大きい)溶液、懸濁液などが含まれる。生地は小麦粉に水を加えて作られ、小麦粉は天然の高分子化合物であるため、生地は非ニュートン流体である。したがって、生地を攪拌するときに、攪拌が早ければ早いほど生地の粘度が速くなり、結果として自然に攪拌が難しくなります。

上記の質問には、より具体的に答えることができます。水については、箸でかき混ぜ続けると、遠心力によって水分子が周囲に拡散するため、中心部の水が少なくなり、凹状の渦のように見え、かき混ぜやすくなります。しかし、生地の場合、小麦粉高分子は攪拌中に異方性構造を形成し、高分子鎖は伸縮して箸に巻き付けられ、せん断力が大きいほど伸縮度が高くなり、高分子鎖自体はより強い回復弾性を生成します。これにより、これらの小麦粉高分子は中心に向かって押し出され、“ポール上昇現象”(ヴァイセンベルク効果とも呼ばれる)が発生し、攪拌が難しくなります。