Αναζήτηση αυτού του ιστολογίου

Άρθρο: Non-Newtonians (μη-Νευτώνεια) Ρευστά [video]

(του Πέτρου Παπαναούμ)


Είναι η πρώτη φορά που αναρτώ ένα άρθρο μου στο TechNews. Ο σκοπός αυτών των άρθρων δεν είναι σε καμία περίπτωση διδακτικός ή εκπαιδευτικός αλλά κυρίως εγκυκλοπαιδικός. Επίσης, θα είναι χαρά μου είτε να συζητήσουμε γύρω από τα άρθρα αυτά, είτε να μου στείλετε και το δικό σας άρθρο ώστε να αναρτηθεί στο TechNews. Στο πρώτο λοιπόν άρθρο θα αναφερθεί η έννοια του non-Newtonian* ρευστού. Μια κατηγορία ρευστών που φαίνονται αφύσικα στο ευρύ κοινό αλλά δεν είναι.

Όλοι κάνουμε πολλές φορές το λάθος και όταν λέμε νερό εννοούμε την υγρή κατάσταση του νερού, δηλαδή το ρευστό νερό. Αυτό διότι στο εύρος των θερμοκρασιών και των πιέσεων της εύρυθμης και βιώσιμης λειτουργίας του ανθρώπινου σώματος, το νερό είναι συνήθως σε υγρή μορφή. Όμως, όταν λέμε νερό δεν διευκρινίζουμε για ποια φυσική κατάσταση του νερού μιλάμε (στερεή - πάγος, υγρή, η αέρια - υδρατμός). Με την ίδια λάθος σκέψη όταν λέμε ρευστό εννοούμε το Newtonian ρευστό, χωρίς αυτό όμως να σημαίνει ότι υπάρχουν μόνο αυτά τα ρευστά.

Τα ρευστά που υπάρχουν στην Φύση διακρίνονται σε τρεις βασικές κατηγορίες: Τα ιδανικά, τα Newtonians (Νευτώνεια) και τα Non-Newtonians (μη-Νευτώνεια).

Τα ιδανικά ή ιδεατά όπως λέει και η λέξη είναι θεωρητικά ρευστά με ιδιότητες που δεν συναντώνται στην φύση στην πραγματικότητα. Παρόλα αυτά θεωρούνται αποδεκτά καθώς σε κάποιους βασικούς υπολογισμούς της Φυσικής και της Ρευστομηχανικής το σφάλμα που εισάγουν οι "αλλοιωμένες" ιδιότητες θεωρείται εντός των ανοχών και ουσιαστικά αμελητέα (παραδοχές όπως η μη ύπαρξη τριβής μεταξύ των μορίων του ρευστού κατά την ροή, απόλυτα ασυμπίεστη ροή κλπ).

Η δεύτερη κατηγορία ρευστών, τα Φυσικά ή Newtonians ρευστά, είναι και αυτή που συναντούμε συχνότερα στη φύση ή πιο σωστά, είναι αυτή που συναντάται στα ρευστά με τη συχνότερη χρήση με πρώτο και βασικότερο φυσικά το υγρό νερό. Αυτό που χαρακτηρίζει τα Newtonians ρευστά είναι η γραμμική σχέση μεταξύ ιξώδους και τάσης. Με την αύξηση της τάσης αυξάνεται και το ιξώδες του ρευστού. Υπάρχουν τριβές μεταξύ των μορίων των ρευστών αυτών.

Η τρίτη κατηγορία που αποτελεί και αντικείμενο του παρόντος άρθρου είναι αυτή που παρουσιάζει ιδιαίτερη συμπεριφορά λόγω των ιδιαίτερων ιδιοτήτων, των non-Newtonians ρευστών. Αυτό που χαρακτηρίζει αυτά τα ρευστά είναι η μη γραμμική σχέση μεταξύ ιξώδους και πίεσης. Με την εφαρμογή πίεσης κάποια από αυτά αυξάνουν και κάποια ελαττώνουν το ιξώδες τους. Αυτό στους περισσότερους ανθρώπους φαίνεται αφύσικο. Όμως, είναι απλά ασυνήθιστο με βάση τα ρευστά που βλέπουμε συνήθως στη ζωή μας. Κι όμως όλοι μας έχουμε δει πολλές φορές από κοντά τέτοιου είδους ρευστά απλά δεν έτυχε να διεγερθούν ώστε να δούμε τις "ιδιαίτερες" ιδιότητές τους. Αυτά τα ρευστά λοιπόν, για να περιγράψουμε πιο απλά την μη γραμμικότητα της σχέσης μεταξύ ιξώδους και εφαρμοζόμενης τάσης, όταν δέχονται δυνάμεις αλλαγής κινητικής κατάστασης (δόνηση, ανάδευση, τοπική πίεση, μηχανική τάση) αλλάζουν ραγδαία το ιξώδες τους με συνηθέστερη την περίπτωση της αύξησης του ιξώδους, δηλαδή την αύξηση της δυσκολίας της ροής. Αυτό φαίνεται σαν αύξηση της πυκνότητάς τους, κάτι που δεν ισχύει καθώς σε αντίθετη περίπτωση θα παρέβαινε την Αρχή της Συνέχειας και γενικότερα τους Νόμους της Φύσης καθώς ο όγκος παραμένει σταθερός. Τέτοια ρευστά είναι κάποιες πλαστικές βαφές, γαλακτώματα και πυκνά αιωρήματα. Επίσης, βάση των αναλογιών που χρησιμοποιούνται, τέτοια ρευστά μπορούν να δημιουργηθούν ακόμη και τυχαία σε διάφορες ζύμες γλυκών κέικ κ.ά..

Στο παρακάτω video ο άνθρωπος που περπατάει πάνω σε μια πισίνα προφανώς δεν είναι ο Θεός αλλά το ρευστό επίσης προφανώς δεν είναι νερό ή κάποιο άλλο συνηθισμένο ρευστό...
Με αυτό σας αφήνω τονίζοντας ότι για να πιστεύεις ότι υπάρχει κάτι δεν χρειάζεται αναγκαστικά να το βλέπεις, βλέπεις τα αποτελέσματα της ύπαρξής του.







*Ο όρος "Νεύτων" ως μετάφραση του μεγάλου Φυσικού Newton δεν μπορεί να χρησιμοποιείται ακόμη από επιστήμονες όταν δεν υπάρχει κανένας λόγος και τρόπος μετάφρασης. Επίσης, δεν ορίζεται πουθενά ότι θα πρέπει τα ονόματα, τοπωνύμια κλπ να μεταφράζονται από γλώσσα σε γλώσσα. Οπότε άποψη του αρθρογράφου και όχι μόνο είναι ότι όλα τα ονόματα και οι πιθανές ιδιότητες και ονομασίες βασισμένες σ' αυτά θα πρέπει να παραμένουν ως έχουν, όπως π.χ. και το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης να αναφέρεται ως "Aristotelio" και όχι "Aristotle University of Thessaloniki".