Kľúčový rozdiel medzi newtonskými a nenewtonskými tekutinami je ten, že newtonské tekutiny majú konštantnú viskozitu, zatiaľ čo nenewtonské tekutiny majú premenlivú viskozitu.
Tekutiny, t.j. kvapaliny a plyny, môžeme rozdeliť na newtonské alebo nenewtonské v závislosti od viskozity kvapaliny. Viskozita je stav, keď je hustá a lepkavá v dôsledku vnútorného trenia kvapaliny. Okrem toho musíme zvážiť ďalšie parametre pri určovaní, či je kvapalina newtonská alebo nenewtonská. Sú to šmykové napätie a šmyková rýchlosť. Šmykové napätie je napätie aplikované koplanárne na prierez tekutiny, zatiaľ čo šmyková rýchlosť je rýchlosť zmeny rýchlosti, ktorou jedna vrstva tekutiny prechádza cez susednú vrstvu.
Čo je newtonovská tekutina?
Newtonské kvapaliny sú kvapaliny s konštantnou viskozitou a nulovou šmykovou rýchlosťou pri nulovom šmykovom napätí. To znamená; šmyková rýchlosť je priamo úmerná šmykovému napätiu. Inými slovami, pomer šmykového napätia k šmykovej rýchlosti je konštantný v celej kvapaline.
Obrázok 01: Charakteristika newtonovskej tekutiny
Väčšina kvapalín, ktoré poznáme, má však premenlivú viskozitu. Zvyčajne žiadne skutočné tekutiny presne nezodpovedajú definícii. Preto sa považuje za jednoduchý matematický model. Ale môžeme predpokladať, že niektoré bežné kvapaliny a plyny, ako je voda a vzduch, sú newtonovské kvapaliny. Názov Newtonian pochádza od Isaaca Newtona, ktorý bol prvým vedcom, ktorý použil diferenciálnu rovnicu na predpokladanie vzťahu medzi šmykovým napätím a šmykovou rýchlosťou tekutín.
Čo je to nenewtonovská tekutina?
Nenewtonské kvapaliny sú kvapaliny, ktoré majú premenlivú viskozitu a premenlivý vzťah so šmykovým napätím. Je to preto, že tieto kvapaliny sa neriadia Newtonovým zákonom viskozity. Viskozita týchto tekutín sa môže vplyvom sily meniť. t.j. niektoré tekutiny, ako je omáčka, sú po pretrepaní fľaše tekutejšie. Väčšina tekutín, ktoré poznáme, sú nenewtonské tekutiny. Do tejto skupiny možno zaradiť mnohé roztoky solí, roztavené polyméry a mnoho ďalších tekutín.
Obrázok 02: Nenewtonská tekutina
Hoci používame termín viskozita v mechanike tekutín na opis šmykových vlastností tekutiny, nie je adekvátny na opis vlastností nenewtonských tekutín. Existujú rôzne behaviorálne charakteristiky nenewtonských tekutín vrátane viskoelasticity, časovo závislej viskozity atď.
Aký je rozdiel medzi newtonskými a nenewtonskými tekutinami?
Kvapaliny môžu byť rozdelené do dvoch typov v závislosti od viskozity ako newtonské tekutiny a nenewtonské tekutiny. Kľúčový rozdiel medzi newtonskými a nenewtonskými tekutinami je v tom, že newtonské tekutiny majú konštantnú viskozitu, zatiaľ čo nenewtonské tekutiny majú premenlivú viskozitu. Okrem toho, keď vezmeme do úvahy šmykovú rýchlosť a šmykové napätie, v newtonských kvapalinách môžeme pozorovať nulovú šmykovú rýchlosť pri nulovom šmykovom napätí. To znamená; šmyková rýchlosť je priamo úmerná šmykovému napätiu. Nenewtonské kvapaliny však majú premenlivý vzťah medzi šmykovou rýchlosťou a šmykovým napätím.
Hoci väčšina tekutín, o ktorých vieme, sú nenewtonovské tekutiny, voda a vzduch sa za normálnych podmienok považujú za newtonovské tekutiny. Avšak takmer všetky soli, roztavený polymérny materiál, krv, zubná pasta, farby, kukuričný škrob a mnohé ďalšie druhy tekutín sú nenewtonovské tekutiny.
Nasledujúca infografika sumarizuje rozdiel medzi newtonskými a nenewtonskými tekutinami.
Zhrnutie – Newtonovské verzus nenewtonovské tekutiny
Kvapaliny môžu byť rozdelené do dvoch typov v závislosti od viskozity ako newtonské tekutiny a nenewtonské tekutiny. Kľúčový rozdiel medzi newtonskými a nenewtonskými tekutinami je ten, že newtonské tekutiny majú konštantnú viskozitu, zatiaľ čo nenewtonské tekutiny majú premenlivú viskozitu.
