ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างของไหลของนิวตันและของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันก็คือของไหลของนิวตันมีความหนืดคงที่ ในขณะที่ของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันจะมีค่าความหนืดที่แปรผันได้
เราสามารถแบ่งของเหลวได้ เช่น ของเหลวและก๊าซ จะเป็นแบบนิวตันหรือแบบไม่ใช่นิวโทเนียน ขึ้นอยู่กับความหนืดของของเหลว ความหนืดคือสถานะของความหนาและเหนียวเนื่องจากการเสียดสีภายในของของเหลว นอกจากนี้ เราจำเป็นต้องพิจารณาพารามิเตอร์อื่นๆ ในการพิจารณาว่าของไหลเป็นนิวตันหรือไม่ใช่นิวตัน เหล่านี้คือความเค้นเฉือนและอัตราเฉือน ความเค้นเฉือนคือความเค้นที่ใช้ coplanar บนหน้าตัดของของไหล ในขณะที่อัตราเฉือนคืออัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็วที่ชั้นหนึ่งของของไหลผ่านชั้นที่อยู่ติดกัน
ของไหลของนิวตันคืออะไร
ของไหลของนิวตันคือของไหลที่มีความหนืดคงที่และมีอัตราการเฉือนเป็นศูนย์ที่ความเค้นเฉือนเป็นศูนย์ นั่นหมายความว่า; อัตราเฉือนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเค้นเฉือน กล่าวอีกนัยหนึ่ง อัตราส่วนของความเค้นเฉือนต่ออัตราเฉือนจะคงที่ตลอดของไหล
รูปที่ 01: ลักษณะของของไหลของนิวตัน
อย่างไรก็ตาม ของเหลวส่วนใหญ่ที่เรารู้จักมีความหนืดที่แปรผันได้ โดยปกติไม่มีของเหลวใดที่ตรงกับคำจำกัดความ ดังนั้นจึงถือเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์อย่างง่าย แต่เราสามารถสมมติของเหลวและก๊าซทั่วไปบางอย่าง เช่น น้ำและอากาศเป็นของเหลวของนิวตันได้ ชื่อ Newtonian มาจาก Isaac Newton ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ใช้สมการเชิงอนุพันธ์เพื่อสรุปความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นเฉือนและอัตราเฉือนของของเหลว
ของเหลวที่ไม่ใช่นิวโทเนียนคืออะไร
ของไหลที่ไม่ใช่ของนิวโทเนียนคือของไหลที่มีความหนืดผันแปรและมีความสัมพันธ์แบบแปรผันกับความเค้นเฉือน เป็นเพราะของเหลวเหล่านี้ไม่เป็นไปตามกฎความหนืดของนิวตัน ความหนืดของของเหลวเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายใต้แรง กล่าวคือ ของเหลวบางชนิด เช่น ซอสจะไหลเมื่อเขย่าขวด ของเหลวส่วนใหญ่ที่เรารู้จักเป็นของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตัน สารละลายเกลือ โพลีเมอร์หลอมเหลว และของเหลวอื่นๆ จำนวนมากสามารถจัดอยู่ในกลุ่มนี้ได้
รูปที่ 02: ของเหลวที่ไม่ใช่นิวโทเนียน
แม้ว่าเราจะใช้คำว่าความหนืดในกลศาสตร์ของไหลเพื่ออธิบายคุณสมบัติการเฉือนของของไหล แต่ก็ไม่เพียงพอที่จะอธิบายคุณสมบัติของของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตัน มีลักษณะทางพฤติกรรมที่แตกต่างกันของของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตัน ได้แก่ ความหนืด ความหนืดขึ้นอยู่กับเวลา เป็นต้น
ความแตกต่างระหว่างของเหลวของนิวตันและของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันคืออะไร
ของไหลสามารถจำแนกได้เป็นสองประเภทขึ้นอยู่กับความหนืดเป็นของเหลวของนิวตันและของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตัน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างของไหลของนิวตันและของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันคือของไหลของนิวตันมีความหนืดคงที่ ในขณะที่ของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันมีความหนืดที่แปรผันได้ นอกจากนี้ เมื่อพิจารณาอัตราเฉือนและความเค้นเฉือน ในของเหลวของนิวตัน เราสามารถสังเกตอัตราเฉือนเป็นศูนย์ที่ความเค้นเฉือนเป็นศูนย์ นั่นหมายความว่า; อัตราเฉือนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเค้นเฉือน อย่างไรก็ตาม ของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันมีความสัมพันธ์แบบแปรผันระหว่างอัตราเฉือนและแรงเฉือน
แม้ว่าของเหลวส่วนใหญ่ที่เรารู้จักจะเป็นของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตัน แต่น้ำและอากาศถือเป็นของไหลของนิวตันในสภาวะปกติ อย่างไรก็ตาม เกลือเกือบทั้งหมด วัสดุพอลิเมอร์หลอมเหลว เลือด ยาสีฟัน สี แป้งข้าวโพด และของเหลวอื่นๆ อีกมากมายเป็นของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวโทเนียน
อินโฟกราฟิกด้านล่างสรุปความแตกต่างระหว่างของไหลของนิวตันและไม่ใช่ของนิวตัน
Summary – ของไหลของนิวตันและไม่ใช่ของนิวโทเนียน
ของไหลสามารถจำแนกได้เป็นสองประเภทขึ้นอยู่กับความหนืดเป็นของเหลวของนิวตันและของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตัน ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างของไหลของนิวตันและของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันก็คือของไหลของนิวตันมีความหนืดคงที่ ในขณะที่ของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันจะมีค่าความหนืดที่แปรผันได้