Kluczowa różnica między płynami newtonowskimi i nienewtonowskimi polega na tym, że płyny newtonowskie mają stałą lepkość, podczas gdy płyny nienewtonowskie mają zmienną lepkość.
Możemy podzielić płyny, tj. ciecze i gazy, jako newtonowskie lub nienewtonowskie w zależności od lepkości płynu. Lepkość to stan, w którym jest gęsty i lepki z powodu wewnętrznego tarcia płynu. Ponadto, aby określić, czy płyn jest newtonowski, czy nienewtonowski, musimy wziąć pod uwagę inne parametry. Są to naprężenie ścinające i szybkość ścinania. Naprężenie ścinające to naprężenie przykładane współpłaszczyznowo do przekroju płynu, podczas gdy szybkość ścinania to szybkość zmiany prędkości, z jaką jedna warstwa płynu przechodzi przez sąsiednią warstwę.
Co to jest płyn newtonowski?
Płyny newtonowskie to płyny o stałej lepkości i zerowej szybkości ścinania przy zerowym naprężeniu ścinającym. To znaczy; szybkość ścinania jest wprost proporcjonalna do naprężenia ścinającego. Innymi słowy, stosunek naprężenia ścinającego do szybkości ścinania jest stały w całym płynie.
Rysunek 01: Charakterystyka płynu Newtona
Jednak większość znanych nam płynów ma zmienną lepkość. Zwykle żadne rzeczywiste płyny nie pasują dokładnie do definicji. Dlatego jest uważany za prosty model matematyczny. Ale możemy przyjąć, że niektóre popularne ciecze i gazy, takie jak woda i powietrze, są płynami newtonowskimi. Nazwa Newtonian pochodzi od Izaaka Newtona, który jako pierwszy naukowiec zastosował równanie różniczkowe do postulowania związku między naprężeniem ścinającym a szybkością ścinania płynów.
Co to jest płyn nienewtonowski?
Płyny nienewtonowskie to płyny o zmiennej lepkości i zmiennym związku z naprężeniem ścinającym. Dzieje się tak, ponieważ płyny te nie są zgodne z prawem lepkości Newtona. Lepkość tych płynów może ulec zmianie pod wpływem siły. tzn. niektóre płyny, takie jak sos, są rzadsze po wstrząśnięciu butelką. Większość znanych nam płynów to płyny nienewtonowskie. Do tej grupy można zaliczyć wiele roztworów soli, stopione polimery i wiele innych płynów.
Rysunek 02: Płyn nienewtonowski
Chociaż używamy terminu lepkość w mechanice płynów do opisu właściwości ścinania płynu, nie jest on wystarczający do opisania właściwości płynów nienewtonowskich. Istnieją różne cechy behawioralne płynów nienewtonowskich, w tym lepkosprężystość, lepkość zależna od czasu itp.
Jaka jest różnica między płynami newtonowskimi i nienewtonowskimi?
Płyny można podzielić na dwa typy w zależności od lepkości: płyny newtonowskie i nienewtonowskie. Kluczową różnicą między płynami newtonowskimi i nienewtonowskimi jest to, że płyny newtonowskie mają stałą lepkość, podczas gdy płyny nienewtonowskie mają zmienną lepkość. Ponadto, biorąc pod uwagę szybkość ścinania i naprężenie ścinające, w płynach newtonowskich możemy zaobserwować zerową szybkość ścinania przy zerowym naprężeniu ścinającym. To znaczy; szybkość ścinania jest wprost proporcjonalna do naprężenia ścinającego. Jednak płyny nienewtonowskie mają zmienną zależność między szybkością ścinania a naprężeniem ścinającym.
Chociaż większość znanych nam płynów to płyny nienewtonowskie, woda i powietrze są uważane za płyny newtonowskie w normalnych warunkach. Jednak prawie wszystkie sole, stopiony materiał polimerowy, krew, pasta do zębów, farba, skrobia kukurydziana i wiele innych rodzajów płynów to płyny nienewtonowskie.
Poniższa infografika podsumowuje różnicę między płynami newtonowskimi i nienewtonowskimi.
Podsumowanie – płyny newtonowskie i nienewtonowskie
Płyny można podzielić na dwa typy w zależności od lepkości: płyny newtonowskie i nienewtonowskie. Kluczową różnicą między płynami newtonowskimi i nienewtonowskimi jest to, że płyny newtonowskie mają stałą lepkość, podczas gdy płyny nienewtonowskie mają zmienną lepkość.
