Was ist newtonsche flüssigkeit?

Newtonsche Flüssigkeiten

Eine Newtonsche Flüssigkeit ist eine Flüssigkeit, deren Viskosität nur von Temperatur und Druck abhängt und nicht von der auf sie ausgeübten Scherkraft. Anders ausgedrückt: Die Schubspannung in einer Newtonschen Flüssigkeit ist linear proportional zur Schergeschwindigkeit.

Wichtige Merkmale:

• Lineare Beziehung zwischen Schubspannung und Schergeschwindigkeit: Das charakteristischste Merkmal ist die lineare Beziehung zwischen der auf die Flüssigkeit ausgeübten Schubspannung und der daraus resultierenden Schergeschwindigkeit. Dies bedeutet, dass sich die Viskosität der Flüssigkeit bei unterschiedlichen Scherkräften nicht ändert.

• Konstante Viskosität: Bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck behält eine Newtonsche Flüssigkeit eine konstante Viskosität bei, unabhängig von der einwirkenden Kraft. Viskosität ist ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen das Fließen.

• Einfaches Verhalten: Im Vergleich zu nicht-Newtonschen Flüssigkeiten weisen Newtonsche Flüssigkeiten ein relativ einfaches und vorhersagbares Fließverhalten auf.

Beispiele:

• Wasser
• Luft
• Verdünnte Salzlösungen
• Mineralöle
• Ethylalkohol

Mathematische Beschreibung:

Die Beziehung zwischen Schubspannung (τ) und Schergeschwindigkeit (γ̇) wird durch die folgende Gleichung beschrieben:

τ = μγ̇

wobei:

• τ die Schubspannung ist (Kraft pro Flächeneinheit)
• μ die dynamische Viskosität ist
• γ̇ die Schergeschwindigkeit ist (Geschwindigkeitsgradient)

Bedeutung:

Das Verständnis von Newtonschen Flüssigkeiten ist wichtig in vielen Bereichen, darunter:

• Fluidmechanik: Die Grundlage für die Analyse und das Design von Systemen, die Flüssigkeitsströmung beinhalten.
• Ingenieurwesen: Anwendung in verschiedenen Bereichen wie Chemieingenieurwesen, Maschinenbau und Bauingenieurwesen.
• Physik: Grundlegendes Konzept für das Verständnis des Verhaltens von Flüssigkeiten.

Abweichungen:

Es ist wichtig zu beachten, dass viele alltägliche Flüssigkeiten nicht-Newtonsch sind. Ihre Viskosität ändert sich unter Belastung. Beispiele hierfür sind Farben, Blut, Ketchup und viele Polymerschmelzen. Diese Flüssigkeiten fallen nicht unter die obige Definition und werden durch komplexere Gleichungen beschrieben. Nicht-Newtonsche%20Flüssigkeiten zeigen ein komplexeres Verhalten.