Was ist eine Newtonsche Flüssigkeit?

Eine Newtonsche Flüssigkeit ist jede Flüssigkeit, deren Viskosität konstant bleibt, unabhängig von äußeren Belastungen, die auf sie ausgeübt werden, wie z. B. Mischen oder plötzliche Krafteinwirkung. Ein Beispiel ist Wasser, da es gleich fließt, egal ob es in Ruhe gelassen oder kräftig gerührt wird. Dies steht im Gegensatz zu nicht-newtonschen Flüssigkeiten, die bei Belastung dicker oder dünner werden können. Es ist möglich, dass sich die Viskosität einer Newtonschen Flüssigkeit ändert, wenn sie statt äußerer Krafteinwirkung anderen Temperaturen oder Drücken ausgesetzt wird. Viele Flüssigkeiten werden z. B. beim Abkühlen dicker, reagieren aber dennoch ohne Viskositätsänderung auf Scherkräfte.

Der entscheidende Faktor jeder Newtonschen Flüssigkeit ist, dass sie bei großer Krafteinwirkung genauso fließt, wie wenn sie in Ruhe gelassen wird. Dies bedeutet, dass es kräftig gemischt werden kann, ohne seine Viskosität zu verändern. Eine andere Möglichkeit, diese Flüssigkeiten zu beschreiben, besteht darin, dass sie eine lineare Beziehung zwischen Viskosität und Scherspannung aufweisen. Unabhängig von der auf diese Flüssigkeiten ausgeübten Scherspannung ändert sich der Viskositätskoeffizient nicht.

Viele verschiedene Flüssigkeiten sind Newtonsch, darunter Wasser, bestimmte Öle und Luft. Die Bedeutung dieser Tatsache wird deutlich, wenn man die vielen verschiedenen Flüssigkeiten untersucht, die diese Eigenschaft nicht teilen. Einige Flüssigkeiten weisen eine Scherverdickung auf, was bedeutet, dass die Viskosität bei Einwirkung einer äußeren Kraft ansteigt. Wenn Wasser oder Luft diese Eigenschaften aufweisen würden, würden Läufer und Schwimmer feststellen, dass sich die Umgebung um sie herum verdickt, wenn sie versuchen, sich schneller zu bewegen. Diese Art von Effekt kann beobachtet werden, wenn Wasser und Maisstärke gemischt werden, um eine nicht-Newtonsche Flüssigkeit zu erzeugen, die flüssig ist, wenn sie in Ruhe gelassen wird, sich aber verfestigt und es jemandem ermöglicht, darüber zu laufen.

Es ist möglich, dass sich die Viskosität einer Newtonschen Flüssigkeit durch andere Faktoren als durch von außen ausgeübte Kraft ändert, wie beispielsweise durch Temperatur und Druck. Kompressible Flüssigkeiten neigen dazu, unter Druck dicker zu werden, während inkompressible Flüssigkeiten unter den gleichen Umständen eine vernachlässigbare Veränderung zeigen. Diese Flüssigkeiten können auch bei extremen Temperaturen ihre Dichte ändern, was zu einer Erhöhung oder Verringerung der Viskosität führen kann. Eine Flüssigkeit, deren Viskosität durch eines dieser Verfahren geändert wurde, zeigt immer noch eine lineare Beziehung zwischen Viskosität und Scherspannung.