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Fluides newtoniens et non newtoniens: définitions et exemples

Fluides newtoniens et non newtoniens: définitions et exemples


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On dit parfois qu'il faut être comme de l'eau qui reste de l'eau mais qui prend la forme du récipient qui la reçoit. C'est un peu la caractéristique qui nous aide à distinguer largement les solides des liquides, caractérisés par la fluidité, l'élasticité et l'incompressibilité. Ces différents comportements peuvent être expliqués si nous étudions la structure au niveau moléculaire dans les fluides newtoniens et non newtoniens. Dans le fluide, nous constatons que lorsqu'il y a une cause de déformation, les particules initialement placées à proximité peuvent être indéfiniment séparées les unes des autres par une force même petite et constante, ce qui dans un solide n'est pas si évident.

Dans certains cas, une fois que la cause déformante a disparu, ces particules n'ont pas tendance à se rassembler, cela dépend des forces intermoléculaires qui agissent à l'intérieur et qui font d'un solide un solide et d'un liquide un liquide. Cependant, la nature n'est pas si schématique, cependant, et nous propose donc également des matériaux qui ont des comportements différents et sont des fluides viscoélastiques.

Fluides newtoniens et non newtoniens

C'est justement en observant ce type de comportement que l'on peut faire un distinction entre les fluides newtoniens et non newtoniens. Voyons quelles sont leurs caractéristiques et comment nous pouvons les distinguer.

Les fluides newtoniens sont des fluides dans lesquels les efforts sont directement proportionnels à taux de déformation. Les fluides non newtoniens sont des fluides dans lesquels la contrainte n'est pas directement proportionnelle à la vitesse de déformation. Qu'est-ce que ça veut dire? Attardons-nous sur ce dernier type pour imaginer à quoi il ressemble. Là viscosité il varie selon les forces avec lesquelles ils interagissent. Lorsqu'il est ensuite pressé, un fluide non newtonien devient alors un corps à consistance semi-solide. Si c'est pseudoplastiques la viscosité diminue à mesure que la vitesse de déformation augmente, tandis que si elle se dilate, elle augmente à mesure que la vitesse de déformation augmente.

Sur la base de l'évolution de la viscosité en fonction de la durée de l'effort, ils peuvent être distingués fluides thixotropes ou anti-thixotrope. En voyant comment cela varie en fonction du taux de déformation, on reconnaît fluides pseudoplastiques ou dilatant. De plus, si la contrainte est indépendante de la vitesse de déformation, le matériau présente une déformation plastique.

Fluides newtoniens et non newtoniens: exemples

Comme vous l'aurez compris, je Fluides newtoniens ce sont ceux que nous avons l'habitude de voir et de manipuler, faciles à donner des exemples, il suffit de considérer eau et huile nourriture ou moteurs. Les fluides pas newtoniens ils sont certes plus rares mais nous pouvons les obtenir en utilisant un mélange de substances qui nous confère certaines propriétés.

N'imaginez pas qui sait quoi car il suffirait par exemple de mélanger eau et amidon de maïs (également appelé "maizena") ou la fécule de pomme de terre commune. Nous obtenons un fluide qui nous comporte d'une manière curieuse. C'est aussi une belle expérience à faire avec les enfants. Si nous le mettons dans un récipient puis le renversons rapidement, ou si nous l'étalons avec un doigt sur une surface, nous voyons qu'il présente des caractéristiques plus solides que liquides.

C'est typique des non-newtoniens, ça s'appelle "Épaississement lors de la coupe". Sinon le même liquide réagit si nous le soumettons à un mouvement faible et lent, par exemple si nous essayons d'insérer un bâton, il se comportera comme un liquide.

Fluides non newtoniens: utilisation

Après l'émerveillement de la découverte de ces fluides si originaux, presque magiques, on se demande d'un point de vue pratique à quoi ils servent. En particulier, je fluides pseudoplastiques ils sont utilisés lors des processus de peinture ou de sérigraphie. Il y a des produits qui agissent comme des peintures et qui sont appliqués au pinceau ou pulvérisés, car ils sont liquides, mais qui deviennent ensuite solides lorsque nous ne les stressons plus. Même sans passer par la technique, nous pouvons aussi trouver des fluides non newtoniens en nous - le sang - et autour de nous - l'asphalte, le dentifrice.

Fluide non newtonien: recette

Découvrons pas à pas comment préparer un fluide de ce type.
Ingrédients:

  • 250 gr de fécule de maïs (ou fécule de pomme de terre)
  • 3 verres d'eau tiède
  • 1 grand bassin
  • 1 cuillère à soupe

Mettez d'abord l'amidon dans le bol, puis ajoutez lentement l'eau tiède, sans jamais arrêter de mélanger. Nous devrions trouver un composé avec un consistance visqueuse. Essayons d'exercer une force sur le liquide et voyons comment il réagit pour voir s'il a la bonne consistance ou si nous devons ajuster l'eau. S'il y en a trop et nous devons ajouter de l'amidonSi, par contre, lorsque nous le touchons fort, cela devient difficile, nous avons fait du bon travail. Pour obtenir un résultat esthétique, nous pouvons ajouter quelques gouttes du colorant de notre choix.

Ce fluide parmi ses propriétés a aussi celle de ne pas salir, donc on peut le manipuler avec liberté. On peut préparer un autre fluide spécial, avec des propriétés que l'on pourrait définir à l'opposé de celles-ci, en mélangeant de l'argile à de l'eau. Vous en obtenez sables mouvants car les grains d'argile retiennent et stockent l'eau à l'intérieur d'eux mais lorsqu'ils sont touchés avec force, ils libèrent l'eau et se comportent comme un liquide plutôt que comme un solide.


Vidéo: Stuck in cornstarch pool (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Jason

    Le message m'a fait réfléchir, je suis parti beaucoup réfléchir ...

  2. Zani

    atout

  3. Bowie

    Vous avez bien compris du tout.



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