ما الفرق بين السوائل نيوتونية والسوائل الغير نيوتونية

سوف أبين لك الفرق بين السوائل نيوتونية، والسوائل غير نيوتونية بشكل تفصيلي فيما يلي:

● السوائل غير النيوتونية: هي تلك السوائل التي تتحدد لزوجتها تبعا للجهد الذي تتعرض له.
وذلك يعني أن السوائل غير النيوتونية ستتصرف مثل المواد الصلبة إذا ما تم "صفعها" أو "لكمها"، وإنهت سوف تبدأ بالتحول إلى الحالة السائلة، وذلك إذا لم تتعرض لأي جهد، ويكون ذلك بغض النظر عن درجة الحرارة.

وفي الغالب، فإن لزوجة الموائع غير النيوتونية تعتمد على تاريخ معدل القص، أو تعتمد على معدل القص كذلك.


● السوائل النيوتونية تتحدد لزوجتها تبعا لدرجة الحرارة وأيضا الضغط الذي تتعرض له.

وبشكل أكثر بساطة، فإن السوائل النيوتونية، مثل المياه يكون تدفقها بشكل يكون أسرع أو أبطأ تبعاً لدرجة الحرارة.

وأيضا في الموائع النيوتونية تكون العلاقة بين قوة القص، وبين معدل القص هي علاقة خطية، وإن ميل هذ الخط يمثل معامل اللزوجة.

وبناءا على ذلك نستنتج أن المائع غير النيوتوني هو عبارة عن مائع معين لا يخضع لقانون اللزوجة لنيوتن، ولكن في الموائع غير النيوتينية فإن اللزوجة تتأثر بالقوى التي تكون مسلطة عليها، فتغير من حالتها الفيزيائية، لتصبح بذلك أكثر سيولة أو أكثر صلابة.

وعلى سبيل المثال فإن الكاتشب يصبح سائل عندما تقوم برجّه، وبناءا على ذلك فإن الكاتشب هو مائع غير نيوتوني.

وإن عدة أنواع من محاليل الأملاح والمبلمرات المنصهرة كذلك، هي عبارة عن موائع غير نيوتونية أيضا. 

ومن الأمثلة على ذلك كثير من الأشياء، ومنها: العسل، الكاسترد، معجون الأسنان، الدم، الطلاء، الشامبو (سائل الإستحمام)، والنشا.

إن المائع غير النيوتوني من المحتمل أن تتأثر لزوجته بالزمن، وبالتالي فإنه لا يمكن تحديد ثابت معامل لكثافته.

وأيضا فإن مفهوم اللزوجة فإنه في الغالب يستخدم في ميكانيا الموائع، ويكون ذلك لوصف خصائص القص للمائع، والتي من الممكن أن تكون هي غير كافية لوصف الموائع غير النيوتونية.

ولذلك فإنه من الأفضل أن تتم دراستهم عن طريق خصائص انسيابية أخرى مختلفة، وهي تضع الجهد ومعدل الإجهاد كذلك تحت ظروف جريان تكون مختلفة، والتي تقاس من خلال استخدام معدات مختلفة أو جلفانوميتر.

والآن، فأود أن أعلمك أن هناك نظريتان تفسران السبب الذي تتصرف لأجله السوائل غير النيوتونية بهذا الشكل، وهناك نموذج معين من  التفاعلات الهيدروديناميكية القائمة على التليين، ونظرية قوة تماس الاحتكاك.

حيث يقترح النموذج الهيدروديناميكي أن عملية الارتطام تجبر جزيئات السائل على أن يتكتل في مجموعات معينة تُسمى تكتلات مائية (hydroclusters). 

وإنه كلما كانت القوة التي يتعرض لها السائل أكبر، فإن هذه التكتلات تنقبض، ويصبح السائل أكثر لزوجة، وبالتالي فإن السائل يخرج من التكتلات، وهو الأمر الذي يخلق طبقة تشحيم تكون أرق، وتفصل بين الجزيئات، وأيضا يجعل التكتلات المنتشرة تكون أكثر جموداً.

وأما النظرية الأخرى فتقول: إن الاحتكاك الذي بين الغرويات المعلقة في السائل، يقوم بإجبارها على البقاء في مكانها، وحتى أنها تصبح قريبة أكثر للمواد الصلبة، منها إلى السوائل المتدفقة.

وإن كلا النموذجين بأساس هو صحيح، ولكن فإن القوة الرئيسية الدافعة للسوائل هذه، هي عبارة عن نموذج تماس الاحتكاك، مع اعتبار أن النموذج الهيدروديناميكي يأخذ دوراً داعماً، وذلك بحسب ما أشارت إليه الدراسة التي قد نُشرت في دورية معينة.

وإن الهيدروديناميكا هي عبارة عن القوة الدافعة، ويكون ذلك عندما يكون هناك جسيمات أقل، وأيصا عندمت يكون السائل أقل كثافة، وذلك حتى نقطة معينة؛ حيث أنه سوف يحدث انتقالٌ يكون خفي لنموذج تماس الاحتكاك.

وإن هذا هو دليل آخر على أنه ما زال هناك الكثير من الأمور التي تنتظر اكتشافها، سواء أكان ذلك بين النجوم، أو أنه كان كامناً في خصائص بعض السوائل التقليدية الغريبة.