Klíčový rozdíl mezi newtonskými a nenewtonskými kapalinami je ten, že newtonské kapaliny mají konstantní viskozitu, zatímco nenewtonské kapaliny mají proměnnou viskozitu.
Tekutiny, tj. kapaliny a plyny, můžeme rozdělit na newtonské nebo nenewtonské v závislosti na viskozitě kapaliny. Viskozita je stav, kdy je hustá a lepkavá v důsledku vnitřního tření tekutiny. Dále musíme vzít v úvahu další parametry při určování, zda je tekutina newtonská nebo nenewtonská. Jedná se o smykové napětí a smykovou rychlost. Smykové napětí je napětí aplikované koplanární na průřez tekutiny, zatímco smyková rychlost je rychlost změny rychlosti, kterou jedna vrstva tekutiny prochází přes sousední vrstvu.
Co je newtonovská tekutina?
Newtonské kapaliny jsou kapaliny s konstantní viskozitou a nulovou smykovou rychlostí při nulovém smykovém napětí. To znamená; smyková rychlost je přímo úměrná smykovému napětí. Jinými slovy, poměr smykového napětí ke smykové rychlosti je konstantní v celé tekutině.
Obrázek 01: Charakteristika newtonovské tekutiny
Většina tekutin, které známe, má však proměnlivou viskozitu. Obvykle žádné skutečné tekutiny přesně neodpovídají definici. Proto je považován za jednoduchý matematický model. Ale můžeme předpokládat, že některé běžné kapaliny a plyny, jako je voda a vzduch, jsou newtonovské kapaliny. Jméno Newtonian pochází od Isaaca Newtona, který jako první vědec použil diferenciální rovnici k postulování vztahu mezi smykovým napětím a smykovou rychlostí tekutin.
Co je to nenewtonovská tekutina?
Nenewtonské kapaliny jsou kapaliny, které mají proměnlivou viskozitu a proměnlivý vztah ke smykovému napětí. Je to proto, že tyto tekutiny se neřídí Newtonovým zákonem viskozity. Viskozita těchto kapalin se může působením síly změnit. tj. některé tekutiny, jako je omáčka, jsou tekutější, když se lahví zatřepe. Většina tekutin, které známe, jsou nenewtonské tekutiny. Do této skupiny lze zařadit mnoho solných roztoků, roztavené polymery a mnoho dalších tekutin.
Obrázek 02: Nenewtonská tekutina
Přestože v mechanice tekutin používáme termín viskozita k popisu smykových vlastností kapaliny, není adekvátní k popisu vlastností nenewtonských kapalin. Existují různé charakteristiky chování nenewtonských kapalin včetně viskoelasticity, časově závislé viskozity atd.
Jaký je rozdíl mezi newtonskými a nenewtonskými tekutinami?
Kapaliny lze v závislosti na viskozitě rozdělit do dvou typů na newtonské kapaliny a nenewtonské kapaliny. Klíčový rozdíl mezi newtonskými a nenewtonskými tekutinami je v tom, že newtonské tekutiny mají konstantní viskozitu, zatímco nenewtonské tekutiny mají proměnnou viskozitu. Dále, když vezmeme v úvahu smykovou rychlost a smykové napětí, v newtonských kapalinách můžeme pozorovat nulovou smykovou rychlost při nulovém smykovém napětí. To znamená; smyková rychlost je přímo úměrná smykovému napětí. Nenewtonské kapaliny však mají proměnlivý vztah mezi smykovou rychlostí a smykovým napětím.
Přestože většina tekutin, které známe, jsou nenewtonské tekutiny, voda a vzduch jsou za normálních podmínek považovány za newtonské tekutiny. Nicméně téměř všechny soli, roztavený polymerní materiál, krev, zubní pasta, barvy, kukuřičný škrob a mnoho dalších druhů tekutin jsou nenewtonské tekutiny.
Níže uvedená infografika shrnuje rozdíl mezi newtonskými a nenewtonskými kapalinami.
Shrnutí – Newtonovské vs. nenewtonské tekutiny
Kapaliny lze v závislosti na viskozitě rozdělit do dvou typů na newtonské kapaliny a nenewtonské kapaliny. Klíčový rozdíl mezi newtonskými a nenewtonskými kapalinami je ten, že newtonské kapaliny mají konstantní viskozitu, zatímco nenewtonské kapaliny mají proměnnou viskozitu.
