Tìm hiểu về chất lỏng newton và phi newton

Chất lỏng Newton và phi Newton là hai loại chất lỏng có tính chất khác nhau khi chúng bị đặt trong điều kiện chảy. Chúng ta có thể phân chia chất lỏng, tức là chất lỏng và chất khí, theo kiểu Newton hoặc phi Newton tùy thuộc vào độ nhớt của chất lỏng. Dưới đây bài viết này sẽ cho bạn thấy sự khác biệt giữa chất lỏng newton và phi newton. Hãy cùng tìm hiểu nhé!

Một số khái niệm

Độ nhớt: Độ nhớt là độ mô tả đặc tính của chất lỏng để đánh giá khả năng chất lỏng chống lại sự trượt hay chảy. Độ nhớt phụ thuộc vào cấu trúc và tương tác giữa các phân tử chất lỏng. Chất lỏng có độ nhớt cao sẽ chảy chậm và ngược lại, chất lỏng có độ nhớt thấp sẽ chảy nhanh.

Đơn vị đo độ nhớt: Poise (g/cm.s) hoặc Pa.s (kg/m.s)

Ứng suất: Ứng suất là một khái niệm trong cơ học, nó đo lường mức độ biến dạng của vật liệu khi chịu tác động từ lực bên ngoài. Ứng suất có thể gây ra sự biến dạng, vỡ vụn hoặc làm thay đổi tính chất cơ học của vật liệu.

Đơn vị đo ứng suất thường là pascal (Pa) hoặc megapascal (MPa).

Ứng suất tiếp tuyến được xác định như sau:

 t =µ*dv/dy (N/m²)

Trong đó

• t: Ứng suất trượt
• µ: Hệ số độ nhớt động lực; N.s/m²
• dv/dy: Gradien vận tốc; m/(m/s)

Định luật newton

Định luật Newton trong chất lỏng là nguyên lý về lực ma sát đối với các vật thể di chuyển trong chất lỏng. Định luật này được mô tả bằng công thức:

P= μ*F*dv/dy

Trong đó:

• P: Lực ma sát giữa các lớp chuyển động song song
• μ: Hệ số độ nhớt động lực; N.s/m²
• F: diện tích ma sát m/(m.s)
• dv/dy: Gradien vận tốc; m/(m/s)

Định luật Newton này áp dụng cho cả chất lỏng độ nhớt và chất lỏng không độ nhớt.

Khái niệm về chất lỏng newton và phi newton

Chất lỏng newton (newtonian)

Chất lỏng Newton là một loại chất lỏng có độ nhớt không đổi tốc độ cắt bằng 0 ở ứng suất cắt bằng 0, tức là khả năng chảy của nó không thay đổi khi áp suất hoặc lực tác động lên nó thay đổi. Nghĩa là ứng suất tiếp tuyến và gradient vận tốc phụ thuộc tuyến tính với nhau. Khi áp suất hoặc lực tác động lên nước, độ nhớt của nó vẫn giữ nguyên, tức là nước vẫn chảy một cách mượt mà và tuân theo định luật Newton.

Lưu ý: Chất lỏng Newton không chỉ áp dụng cho các loại chất lỏng nhất định, mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ. Ví dụ, nước ở nhiệt độ phòng có thể được coi là chất lỏng Newton, nhưng nước đông lạnh hoặc sôi là không.

Chất lỏng phi newton (Non-newtonian)

Trái ngược với chất lỏng Newton, chất lỏng phi Newton có độ nhớt thay đổi theo lực hoặc áp suất. Chất lỏng phi Newton có thể có dạng nhão, nhớt hoặc không dễ dàng chảy.Ví dụ phổ biến là mỡ hoặc dầu động cơ. Khi áp suất tăng cao hoặc lực tác động mạnh lên chất lỏng phi Newton, độ nhớt của nó sẽ tăng và dẫn đến khó khăn trong việc chảy thông suốt.

Ứng dụng của chất lỏng newton và phi newton

Chất lỏng newton

Ứng dụng của chất lỏng Newton trong ngành thực phẩm bao gồm:

• Kem: Chất lỏng Newton được sử dụng để làm kem và thêm vào các công thức để đạt được độ đồng nhất và mịn màng.
• Sữa: Chất lỏng Newton cũng được sử dụng để làm sữa và các sản phẩm sữa khác. Được sử dụng để thêm vào sữa để điều tiết độ nhớt và giữ cho sữa có cấu trúc đồng nhất.
• Sốt và nước sốt: Chất lỏng Newton được sử dụng trong công thức nấu ăn để tạo ra các loại sốt và nước sốt. Chất lỏng này giúp tạo ra độ sền sệt và độ nhớt đúng cho sốt.

Chất lỏng phi newton

Ứng dụng của chất lỏng phi Newton trong ngành thực phẩm bao gồm:

• Ketchup: Chất lỏng phi Newton được sử dụng trong công thức ketchup để tạo ra cấu trúc đặc biệt và độ nhớt phù hợp. Điều này giúp cho ketchup không quá đặc hoặc quá lỏng.
• Socola: Chất lỏng phi Newton cũng được sử dụng trong sản xuất socola để tạo ra cấu trúc và độ nhớt phù hợp. Điều này giúp cho socola có vị ngon và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
• Mực in: Chất lỏng phi Newton được sử dụng trong ngành in ấn, bao gồm in ấn trên sản phẩm thực phẩm như bánh mỳ hoặc bánh quy. Đặc tính thay đổi độ nhớt giúp cho mực in dễ dàng được truyền tải và tạo ra hình ảnh sắc nét.

Kết luận

Tùy thuộc vào độ nhớt của chúng, chất lỏng có thể được chia thành hai loại: chất lỏng phi Newton và chất lỏng Newton. Sự khác biệt chính giữa chất lỏng phi Newton và chất lỏng Newton là độ nhớt của chất lỏng trước có thể thay đổi, trong khi độ nhớt của chất lỏng sau không đổi. Tóm lại, chất lỏng Newton có độ nhớt không thay đổi, trong khi chất lỏng phi Newton có độ nhớt thay đổi tùy thuộc vào lực tác động.

Cẩm Thu