Abgrenzung von newtonschem Fluid zum nichtnewtonschen Fluid

Moin moin,
ich will mir gerade den Unterschied vom newtonschem Fluid ( NF )zum nichtnewtonschen Fluid ( NNF ) deutlich machen. Laut Wikipedia ist Wasser ein NF. Als Beispiel für ein NNF wird eine Wasser-Stärke-Mischung aufgelistet, mit dem Hinweis, dass man auf dieser Art von Flüssigkeit laufen könne oder auch Fausschläge absolviert werden können ( vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Newtonsches_Fluid#Beisp… ). Nun ist dies aber auch ohne weiteres bei Wasser möglich ( Bsp. Wassermelone auf Wasser fallen lasse = zerbrochene Wassermelone ). Nur wird dabei immer mit der Trägheit der Flüssigkeit argumentiert. Das Wasser ist also zu träge, um schnell genug Platz für das auftrefende Objekt zu machen.
Für mich ist gerade die abgrenzung etwas undeutlich. Kann mir jemand vllt helfen, die Definition besser zu verstehen,  bzw. die beiden Fluide besser charakterisieren zu können?

Moin,

Kann mir
jemand vllt helfen, die Definition besser zu verstehen,  bzw.
die beiden Fluide besser charakterisieren zu können?

mach Dich mal über Scherspannung und Schergeschwindigkeit bzw. Schergefälle schlau, dann dürfte sich die Frage erledigt haben.

Gandalf

Nun ist dies aber auch ohne weiteres bei Wasser möglich ( Bsp.
Wassermelone auf Wasser fallen lasse = zerbrochene
Wassermelone ). Nur wird dabei immer mit der Trägheit der
Flüssigkeit argumentiert. Das Wasser ist also zu träge, um
schnell genug Platz für das auftrefende Objekt zu machen.

Wenn die Melone „platzt“ hat das je wohl eher etwas mit dem Wasser in der Melone zu tun und dessen Beharrungsvermögen gegen die Bremswirkung des äußeren Wassers. Sonst würde die Melone durch eine äußere Kraft „zerquetscht“. Diese Kraft gibt es zwar außen, aber sie treibt -bezogen auf die Melone- das Wasser an derselben entlang und kommt zum Zerquetschen nicht zur Wirkung.

Hallo fpotnie,

was hältst du von dem Rat, erst einmal lesen zu lernen damit du Texte verstehen kannst bevor du Fragen stellst?

eine Wasser-Stärke-Mischung aufgelistet, mit dem Hinweis, dass
man auf dieser Art von Flüssigkeit laufen könne oder auch
Fausschläge absolviert werden können ( vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Newtonsches_Fluid#Beisp… ).

In diesem Wiki-Text steht etwa anderes als du uns weismachen willst:
Die bei Wiki angeführte: „Mischung von Wasser und Stärke“ hat laut Wiki u.a. folgende Eigenschaften:
-> „Faustschläge werden vollständig absorbiert …“

Wir halten fest:
Richtig bei Wiki = absorbiert und
falsch bei dir = „absolviert“.

Absolviere erst einmal einen Lesekurs etwa unter:
http://www.lebenshilfe-bochum.de/de/unsere-angebote/

Trotzdem ein Sternchen, weil du so schön Wasser von Wassermelonen
abzugrenzen versuchst :smile:

Hallo fpotnie,

ein Newtonsches Fluid ist ein Fluid, bei dem die Schergeschwindigkeit zur Scherrate linear verläuft.
Ein Standardbeispiel:
Wenn zwei Ebenen gegeneinander verschoben werden, zwischen denen sich ein Newtonsches Fluid befindet gibt es zum einen einen Geschwindigkeitsunterschied zwischen Ebene 1 und Ebene 2.
Die Flüssigkeitsmoleküle zwischen Ebene 1 und Ebene 2 nehmen wir annähernd als „Ebenen“ an.
Weiters ist der Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Fluid und der Ebene an der Grenzfläche annähernd 0. (Also v_1(Ebene 1)=v_1(Fluid an Grenzfläche) und v_2(Ebene2) = v_2(Grenzfläche) )
Für die Berechnung ist es einfacher, v_1 = 0 zu setzen. Also eine Ebene zu fixieren.

Entsprechend müssen zwischen Ebene 1 und Ebene 2 unendlich viele kleinste Geschwindigkeitsunterschiede liegen.
Verläuft dieser Geschwindigkeitsunterschied linear, dann handelt es sich um ein Newtonsches Fluid.

Das Geschwindigkeitsgefälle bezeichnet man als Schergeschwindigkeit (häufig

\gamma\dot
Und durch die Verschiebung der Ebenen entsteht eine - möglicherweise sehr geringe - Schubspannung \tau.
Mit einer materialspezifischen Proportionalitätskonstante \eta formuliert man dann die (dynamische) Viskosität : \tau = \eta \cdot \gamma\dot.

Bei Maisstärke in Wasser zeigt sich ein sogenanntes Dilatantes verhalten.
Mit steigender Schergeschwindigkeit kommt es zu einer „Fließverfestigung“.
(Über einen See aus Stärke könntest du theoretisch drüberlaufen)
Probiers am Besten aus, oder schau dir ein paar Videos an. Das Verhalten ist schon sehr anders zu dem, wenn du mit Flacher Hand auf Wasser klatscht, weil sich die ganze Flüssigkeits-Umgebung quasi „mitverfestigt“. Das hier ist zum Beispiel witzig: https://www.youtube.com/watch?v=mfD-Gs2il94

Du kannst auch probieren, den Finger in die Stärke reinzustecken und ganz schnell rauszuziehen. Das gibt’s garantiert nicht mit Wasser :wink:

Ein anderes Beispiel für ein Nicht-Newtonsches Fluid ist Ketchup.
Hier tritt das umgekehrte Verhalten von Stärke auf.
Je mehr du schüttelst, desto „flüssiger“ oder viskoser wird das ganze.
Und auch der Toner von Laserdruckern hat diese Eigenschaft.

Ich schätze mal, auf dieser Seite gibt’s die ganze Theorie.
Zumindest eine Abbildung ist dabei hihi.
http://edoc.hu-berlin.de/habilitationen/rueckert-ral…

(Mit Latex komm ich offenbar noch nicht ganz klar :wink: )

Ich meinte natürlich, Ketchup wird niedrigviskoser wenn man es schüttelt.