Vad är en Newtonsk vätska?

En Newtonsk vätska är vilken vätska som helst som uppvisar en viskositet som förblir konstant oavsett extern påfrestning som utsätts för den, såsom blandning eller plötslig kraftanvändning. Ett exempel är vatten, eftersom det rinner på samma sätt oavsett om det lämnas ifred eller omrörs kraftigt. Detta kan jämföras med icke-Newtonska vätskor, som kan bli tjockare eller tunnare när stress appliceras. Det är möjligt för en newtonsk vätskas viskositet att förändras om den utsätts för olika temperaturer eller tryck istället för externa kraftanvändningar. Många vätskor blir tjockare när de kyls, till exempel, även om de fortfarande reagerar på skjuvkrafter utan att viskositeten förändras.

Den avgörande faktorn för varje newtonsk vätska är att den kommer att flöda på samma sätt när mycket kraft appliceras som när den lämnas ensam. Detta innebär att den kan blandas kraftigt utan att ändra dess viskositet. Ett annat sätt att beskriva dessa vätskor är att de har ett linjärt samband mellan viskositet och skjuvspänning. Oavsett skjuvspänningen som appliceras på dessa vätskor, kommer viskositetskoefficienten inte att förändras.

Många olika vätskor är Newtonska, inklusive vatten, vissa oljor och luft. Vikten av detta faktum kan ses när man undersöker de många olika vätskor som inte delar denna egenskap. Vissa vätskor uppvisar skjuvförtjockning, vilket innebär att viskositeten ökar i närvaro av en yttre kraft. Om vatten eller luft uppvisade dessa egenskaper, skulle löpare och simmare upptäcka att omgivningen tjocknar runt dem när de försökte röra sig snabbare. Denna typ av effekt kan ses när vatten och majsstärkelse blandas för att skapa en icke-Newtonsk vätska, som är flytande om den lämnas ensam men kommer att stelna och låta någon springa över den.

Det är möjligt för en newtonsk vätskas viskositet att förändras genom andra faktorer än externt applicerad kraft, såsom genom temperatur och tryck. Kompressibla vätskor tenderar att bli tjockare under tryck, medan inkompressibla vätskor uppvisar en försumbar förändring under samma omständigheter. Dessa vätskor kan också ändra densitet när de utsätts för extrema temperaturer, vilket kan leda till en ökning eller minskning av viskositeten. En vätska som har ändrat viskositet genom en av dessa metoder kommer fortfarande att visa ett linjärt samband mellan viskositet och skjuvspänning.