¿Cuál es la diferencia entre fluidos newtonianos y no newtonianos?

El principal diferencia entre fluidos newtonianos y no newtonianos es que los fluidos newtonianos son fluidos que obedecen las leyes de Newton de viscosidad constante, mientras que los fluidos no newtonianos son fluidos que no tienen una viscosidad constante.

El fluido es un líquido, gas u otro material que se deforma continuamente bajo un esfuerzo cortante aplicado o una fuerza externa. Así, los fluidos tienen la capacidad de fluir y tomar la forma de un recipiente que ocupan. Además, algunas propiedades comunes de los fluidos incluyen densidad, viscosidad y compresibilidad. Según sus propiedades, los fluidos se pueden clasificar en fluidos newtonianos y fluidos no newtonianos. Comprender las propiedades y el comportamiento de estos fluidos es esencial en muchos campos, incluidos la ingeniería, la física, la química y la biología.

¿Qué son los fluidos newtonianos?

Los fluidos newtonianos son fluidos que siguen las leyes de viscosidad de Newton. Esta ley indica que el esfuerzo cortante de un fluido es proporcional a la velocidad de su deformación, siendo la constante de proporcionalidad la viscosidad del fluido. Esto significa que la viscosidad de un fluido newtoniano permanece constante independientemente de la magnitud de la tensión aplicada o la tasa de deformación. El agua, el glicerol, el alcohol y el aceite mineral son algunos ejemplos de fluidos newtonianos.

Los fluidos newtonianos tienen la capacidad de fluir libremente cuando se les aplica tensión. Esto se debe a que la viscosidad del fluido de Newton no cambia con la magnitud de la tensión aplicada. Por lo tanto, estos fluidos pueden bombearse o transportarse fácilmente a través de tuberías y canales sin cambios significativos en sus propiedades de flujo. También exhiben un comportamiento de flujo laminar a caudales bajos y viscosidades altas. El flujo laminar ocurre cuando un fluido fluye en capas, con cada capa moviéndose en una dirección paralela a la capa adyacente.

Los fluidos newtonianos también tienen algunas limitaciones. Es posible que estos fluidos no presenten las propiedades de flujo de los fluidos del mundo real, como la sangre.

¿Qué son los fluidos no newtonianos?

Los fluidos no newtonianos son fluidos que no siguen la ley de viscosidad de Newton. Dependiendo de la magnitud de la tensión aplicada, la viscosidad de los fluidos no newtonianos puede variar. Las emulsiones, suspensiones y geles son ejemplos de fluidos no newtonianos.

Los fluidos no newtonianos exhiben un comportamiento de espesamiento por cizallamiento o un comportamiento de adelgazamiento por cizallamiento. El comportamiento de espesamiento por cizallamiento ocurre cuando la viscosidad de un fluido aumenta con la magnitud del esfuerzo aplicado, mientras que el comportamiento de adelgazamiento por cizallamiento ocurre cuando la viscosidad de un fluido disminuye con la magnitud del esfuerzo aplicado. Estos líquidos también muestran patrones de flujo complejos, como formación de vórtices, bandas de corte e inestabilidades de flujo. Estos patrones de flujo pueden afectar significativamente las propiedades de transporte y mezcla de los fluidos no newtonianos. También exhiben un comportamiento dependiente del tiempo, como la viscoelasticidad. Este comportamiento se observa comúnmente en soluciones y geles de polímeros.

Diferencia entre fluidos newtonianos y no newtonianos

Definición

Los fluidos newtonianos son fluidos que obedecen las leyes de Newton de viscosidad constante, mientras que los fluidos no newtonianos son fluidos que no tienen una viscosidad constante.

Viscosidad

En un fluido newtoniano, la viscosidad permanece constante independientemente de la magnitud de la tensión aplicada o de la tasa de deformación, mientras que la viscosidad de los fluidos no newtonianos puede variar según la magnitud de la tensión aplicada.

Comportamiento de flujo

Los fluidos newtonianos muestran una relación lineal entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación, mientras que los fluidos no newtonianos muestran una relación no lineal entre el esfuerzo cortante y la velocidad de corte.

Ejemplos

El agua, el glicerol, el alcohol y el aceite mineral son algunos ejemplos de fluidos newtonianos, mientras que las emulsiones, las suspensiones y los geles son ejemplos de fluidos no newtonianos.

Conclusión

Los fluidos son líquidos, gases u otros materiales que se deforman continuamente bajo un esfuerzo cortante aplicado o una fuerza externa. Los fluidos se pueden clasificar en fluidos newtonianos y fluidos no newtonianos. La principal diferencia entre los fluidos newtonianos y no newtonianos es que los fluidos newtonianos obedecen las leyes de viscosidad constante de Newton, mientras que los fluidos no newtonianos no tienen una viscosidad constante.

Referencia:

1. “Fluido newtoniano: definición, ejemplos, aplicaciones industriales.” Preparación para el examen de Byju.
2. “Fluidos no newtonianos.” Centro de aprendizaje de ciencias.

Imagen de cortesía:

1. “Laboratorio de investigación de agua líquida(CC0) vía Pxhere
2. “Newtoniano vs No Newtoniano 1” Por Joseasorrentino – Trabajo propio (CC BY-SA 4.0) a través de Commons Wikimedia