Про властивості піску і глини
Замки "з піску і" пироги "з глини ліплять для забави, але вони наводять на цікаві роздуми. Хоча пісок і глина складаються в основному з частинок однакового складу, їх властивості сіяьно розрізняються. Дією яких сил пояснюється міцність замків з піску і пирогів з глини ? Чому замки з піску розсипаються після висихання, а пироги з глини залишаються цілими? Чим пояснюється усадка пирогів з глини після висихання? Яким чином вода підвищує зчіплюваність частинок піску і глини? Відповіді на ці питання можна отримати, розглядаючи електричні в заімодействія між водою і частинками піску або глини.
Пісок складається з досить великих, приблизно сферичних частинок, які залишаються щільно упакованими, навіть якщо вони зволожені. Про їх щільній упаковці можна судити по тому, що при висиханні не відбувається усадка піску. Волога піщинка має на своїй поверхні позитивні і негативні іони, зазвичай групуються парами, причому в кожній парі один з двох іонів розташований трохи далі від поверхні, ніж інший. На різних ділянках поверхні зовнішніми виявляються іони різного заряду. Ці розподілу зарядів створюють електричне поле в просторі, що оточує піщинку.
В рамках іонної моделі міцність вологого піску пояснюється тяжінням протилежно заряджених іонів у воді. Відповідно до моделі дифузного подвійного шару, міцність вологого піску обумовлена тим, що молекули води здатні втрачати рухливість. Електричні поля, створювані позитивно зарядженими ділянками поверхні піщинки, перерозподіляють середні положення протонів у воді, тому плинність води знижується.
Міцність вологого піску пояснюється тим, що підвищена в'язкість води ускладнює ковзання піщинок.
Властивості вологої глини відрізняються від властивостей вологого піску. Її частинки значно менше піщинок і мають пластинчасту форму - в одному вимірі вони менше, ніж в двох інших. Частинки вологої глини упаковані нещільно і добре відокремлені один від одного водою. Одним з проявів нещільної упаковки є усадка глини при висиханні.
Волога глина міцна тому, що її частинки не можуть ковзати відносно один одного. Якщо глина надто вологий, то вона втрачає міцність.