ההבדל העיקרי בין נוזלים ניוטוניים ללא ניוטונים הוא שלנוזלים ניוטונים יש צמיגות קבועה, בעוד שלנוזלים שאינם ניוטונים יש צמיגות משתנה.
אנו יכולים לחלק נוזלים, כלומר נוזלים וגזים, בניוטוני או לא ניוטוני בהתאם לצמיגות הנוזל. צמיגות היא מצב סמיך ודביק בגלל החיכוך הפנימי של הנוזל. יתר על כן, עלינו לשקול פרמטרים אחרים בקביעה אם נוזל הוא ניוטוני או לא ניוטוני. אלה הם מתח גזירה וקצב גזירה. מתח גזירה הוא הלחץ המופעל בקו-מפלס על חתך הנוזל בעוד שקצב הגזירה הוא קצב השינוי של המהירות שבו שכבה אחת של נוזל עוברת על שכבה סמוכה.
מהו נוזל ניוטוני?
נוזלים ניוטוניים הם נוזלים בעלי צמיגות קבועה וקצב גזירה אפס במתח גזירה אפס. זה אומר; קצב הגזירה עומד ביחס ישר למתח הגזירה. במילים אחרות, היחס בין מתח הגזירה לקצב הגזירה קבוע בכל הנוזל.
איור 01: מאפיינים של נוזל ניוטוני
עם זאת, לרוב הנוזלים שאנו מכירים יש צמיגות משתנה. בדרך כלל, אין נוזלים אמיתיים שמתאימים בדיוק להגדרה. לכן, זה נחשב כמודל מתמטי פשוט. אבל אנחנו יכולים להניח כמה נוזלים וגזים נפוצים כמו מים ואוויר כמו נוזלים ניוטונים. השם ניוטוני מגיע מאיזק ניוטון, שהיה המדען הראשון שהשתמש במשוואה דיפרנציאלית כדי להניח את הקשר בין מתח גזירה וקצב גזירה של נוזלים.
מהו נוזל לא ניוטוני?
נוזלים שאינם ניוטונים הם הנוזלים שיש להם צמיגות משתנה וקשר משתנה עם מתח גזירה. הסיבה לכך היא שהנוזלים הללו אינם פועלים לפי חוק הצמיגות של ניוטון. הצמיגות של נוזלים אלה יכולה להשתנות בכוח. כלומר, חלק מהנוזלים כגון רוטב זורמים יותר כאשר הבקבוק מטלטלים. רוב הנוזלים שאנו מכירים הם נוזלים שאינם ניוטונים. ניתן לסווג תמיסות מלח רבות, פולימרים מותכים ונוזלים רבים אחרים לקבוצה זו.
איור 02: נוזל לא ניוטוני
למרות שאנו משתמשים במונח צמיגות במכניקת נוזלים כדי לתאר את תכונות הגזירה של נוזל, זה לא מספיק לתאר את התכונות של נוזלים שאינם ניוטונים. ישנם מאפיינים התנהגותיים שונים של נוזלים שאינם ניוטונים כולל צמיגות אלסטיות, צמיגות תלוית זמן וכו'.
מה ההבדל בין נוזלים ניוטוניים ללא ניוטונים?
נוזלים יכולים להיות מסווגים לשני סוגים בהתאם לצמיגות כמו נוזלים ניוטונים ונוזלים שאינם ניוטונים. ההבדל העיקרי בין נוזלים ניוטונים ללא ניוטונים הוא שלנוזלים הניוטוניים יש צמיגות קבועה, בעוד שלנוזלים הלא ניוטונים יש צמיגות משתנה. יתר על כן, כאשר בוחנים את קצב הגזירה ומתח הגזירה, בנוזלים ניוטוניים, אנו יכולים לראות קצב גזירה אפס במתח גזירה אפס. זה אומר; קצב הגזירה עומד ביחס ישר למתח הגזירה. עם זאת, לנוזלים שאינם ניוטונים יש קשר משתנה בין קצב הגזירה ומתח הגזירה.
למרות שרוב הנוזלים שאנו מכירים הם נוזלים שאינם ניוטונים, מים ואוויר נחשבים לנוזלים ניוטונים בתנאים רגילים. עם זאת, כמעט כל המלחים, חומר פולימר מותך, דם, משחת שיניים, צבע, עמילן תירס וזנים רבים אחרים של נוזלים הם נוזלים שאינם ניוטונים.
האינפוגרפיקה שלהלן מסכמת את ההבדל בין נוזלים ניוטוניים ללא ניוטונים.
סיכום – נוזלים ניוטוניים מול לא ניוטונים
נוזלים יכולים להיות מסווגים לשני סוגים בהתאם לצמיגות כמו נוזלים ניוטונים ונוזלים שאינם ניוטונים. ההבדל העיקרי בין נוזלים ניוטוניים ללא ניוטונים הוא שלנוזלים ניוטונים יש צמיגות קבועה, בעוד שלנוזלים שאינם ניוטונים יש צמיגות משתנה.
