Os Fenômenos de Transporte 4 - Lista de Exercícios 1 - Exercício 10

10) Os fluidos podem ser classificados em dois tipos, dependendo da viscosidade: fluidos newtonianos e fluidos não newtonianos. A principal diferença entre os dois tipos é que os fluidos newtonianos têm uma viscosidade constante, enquanto os fluidos não newtonianos têm uma viscosidade variável. Além disso, ao considerar a taxa de cisalhamento e a tensão de cisalhamento, em fluidos newtonianos, pode-se observar uma taxa de cisalhamento zero com tensão de cisalhamento zero. Isso significa que a taxa de cisalhamento é diretamente proporcional à tensão de cisalhamento. No entanto, os fluidos não newtonianos têm uma relação variável entre a taxa de cisalhamento e a tensão de cisalhamento.

Embora o conceito de viscosidade clássica seja vulgarmente utilizado para caracterizar um material, ele pode ser inadequado para descrever o comportamento mecânico de determinadas substâncias líquidas (fluidos não newtonianos), nos quais a viscosidade aparente não é constante durante o escoamento. Estas substâncias são melhor estudadas através de suas propriedades reológicas, que mostram as relações entre a tensão aplicada nesta substância e a taxa de deformação sob diferentes condições de escoamento. Fluidos não newtonianos não apresentam taxas de deformação proporcionais às tensões cisalhantes aplicadas.

O ketchup e a pasta de dentes são fluidos não newtonianos tixotrópicos, ou seja, eles se tornam menos viscosos sob ação de uma força de cisalhamento, voltando a recuperar sua viscosidade, de forma gradual, quando esta força cessa. Muitas tintas também são tixotrópicas, por isso recuperam suas viscosidades após um curto intervalo de tempo depois que foram passadas no pincel. A lama, algumas vezes, apresenta também este comportamento, por isso que, se colocado o pé rapidamente em sua superfície, pode-se andar sobre ela, porém, se pisar por um tempo maior, os pés irão afundar dentro da lama. No caso da maizena, ocorre um aumento concomitante da viscosidade com a força de cisalhamento. Entretanto, fluidos newtonianos apresentam sua viscosidade constante, seguem a Lei de Newton. Esta classe abrange todos os gases e líquidos não poliméricos e homogêneos, por exemplo: água, leite, soluções de sacarose, óleos vegetais.

Normalmente, nenhum fluido real se encaixa exatamente na definição de fluido newtoniano. Portanto, é considerado um modelo matemático simples. Em contrapartida, fluidos não newtonianos não apresentam apenas um modelo representativo, pois cada classe de fluido newtoniano possui um comportamento e, portanto, um modelo que o representa de melhor forma.