Debata rozgorzała na nowo po tym, jak na jednym z lotnisk skonfiskowano pełnowymiarowy słoik tego ulubionego składnika kanapek Amerykanów, gdyż na pokład samolotów można wnosić płyny lub żele o maksymalnej pojemności 100 ml. A masło orzechowe jest klasyfikowana przez amerykańską Administrację ds. Bezpieczeństwa Transportu (TSA) jako ciecz. Absurd? Prof. Ted Heindel, fizyk z Uniwersytetu Stanu Iowa twierdzi, że jest to bardzo rozsądna i logiczna klasyfikacja, o czym podzielił się na łamach The Conversation. Aby jednak to zrozumieć, trzeba rozróżnić czym jest płyn, a czym ciecz.
Masło orzechowe to płyn nienewtonowski
Pojęcia płynu nie należy utożsamiać tylko z cieczą, gdyż płynami są nie tylko ciecze, ale także wszystkie gazy, plazma, a nawet takie mieszaniny różnych faz fizycznych jak piana, emulsja, zawiesina i pasta. Zacznijmy jednak od początku.
Czytaj też: Jak działa słomka? Jak ciasto rośnie? Fizyka rzeczy codziennych
Prof. Ted Heindel tłumaczy:
Każdy materiał, który płynie w sposób ciągły po przyłożeniu siły ścinającej jest płynem. Pomyśl o sile ścinającej jako o działaniu przecinającym substancję, które zaburza jej ciągły przepływ. Na przykład, poruszenie ramieniem powoduje, że otaczające nas powietrze zmienia kształt lub deformuje się, używając terminu z fizyki. To samo dzieje się z wodą podczas pływania.
Istnieje wiele rodzajów płynów. Niektóre z nich zachowują się przewidywalnie i poruszają się podobnie do powietrza czy wody. To tzw. płyny newtonowskie, gdy naprężenia ścinające są wprost proporcjonalne do szybkości odkształcania. W ich przypadku opór przepływu płynu, czyli jego lepkość, jest stały w danej temperaturze.
Ale nie wszystkie rodzaje płynów poruszają się tak gładko. Gdy szybko mieszasz masło orzechowe w słoiku (z dużą siłą ścinającą), staje się ono bardziej płynne, a gdy zwalniasz, jego konsystencja przybiera postać sztywniejszą, coś na kształt masła. To tzw. płyny nienewtonowskie, a masło orzechowe jest tu doskonałym przykładem. Nie przepływa tak łatwo jak powietrze czy woda, ale będzie to robić, jeżeli przyłożymy odpowiednią siłę, np. rozsmarowując je na chlebie. Warto także pamiętać o zależności temperaturowej – im cieplejsze masło orzechowe lub powierzchnia, na której je rozsmarowujemy, tym łatwiej to zrobić.
To wszystko sprowadza się do słusznego wniosku: masło orzechowe i inne podobne smarowidła (krem z pistacji czy nawet Nutella) z punktu widzenia fizyki faktycznie są płynami nienewtonowskimi. Podobnie można zaklasyfikować bitą śmietanę, majonez i pastę do zębów.
Płyny dzielimy natomiast na ciecze i gazy. Jedne i drugie mogą być odkształcone i wlane do pojemnika, przyjmując jego kształt. Z gazami robi się to łatwo, w przypadku cieczy sprawa jest bardziej skomplikowana. Masło orzechowe może być wlane do słoika i nie odkształca się, przyjmując jego kształt. To potwierdza, że urzędnicy TSA mieli rację klasyfikując masło orzechowe jako ciecz. Radzimy uważać na lotniskach, bo te same wytyczne obowiązują także w innych miejscach na świecie, również w Polsce.