Fluidos nos quais a tensão de cisalhamento não é diretamente proporcional a taxa de deformação. Dois exemplos familiares são a pasta dental e tinta Lucite. A tinta é muito espessa quando na lata e muito fina quando trabalhada com pincel no papel. A pasta dental não escorre por si só mesmo sem tampa, há uma tensão limítrofe abaixo da qual a pasta dental se comporta como sólido.
Numerosas equações empíricas tem sido propostas para fluidos com comportamento independente do tempo.
O ketchup e a pasta de dentes são materiais 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. Este efeito é dependente do tempo de observação. Muitas tintas também são tixotrópicas. Um pintor observador munido somente com um pincel percebe que a tinta recupera sua viscosidade após um curto intervalo de tempo depois que foi passada no pincel. A lama, algumas vezes, apresenta também este comportamento. Se colocarmos o pé rapidamente na superfície “dura” da lama, poderemos andar sobre ela. Mas se pisarmos por um tempo maior, nossos pés irão afundar dentro da lama “liquefeita”. Porém, há uma diferença crucial entre o comportamento da mistura de amido-água e do ketchup. No último caso, há uma diminuição de sua viscosidade com o aumento da força de cisalhamento. No nosso caso da maizena, pelo contrário, ocorre um aumento concomitante da viscosidade com a força de cisalhamento. Estes materiais, similares à maizena misturada com água, são conhecidos como dilatantes.
A mistura de areia fina e água apresentam um comportamento similar. Podemos pegar um punhado de areia e fazer castelos de areia na praia. Vemos que ela flui entre nossos dedos como um líquido, mas conseguimos andar e correr sobre ela sem afundar, um comportamento de sólido. Entretanto, não podemos fazer castelos com maizena da mesma forma que fazemos castelos de areia fina com água. Isso ocorre porque quando uma estrutura alta é feita com maizena, a pressão que os mantêm mais rígidos está sendo aplicada apenas sobre sua base devida ao peso do restante do material que fica no topo. Como este material no topo não está sob nenhuma força significativa, possui viscosidade bem menor e vai escorrendo. Aos poucos, todo o conteúdo que forma a estrutura se liquefaz. Já uma estrutura com areia e água se mantém porque os grãos de areia são rígidos e muitos grandes comparados às moléculas de água. A tensão superficial da água não é suficiente para mantê-los como uma suspensão, então eles se apóiam uns sobre os outros e a maior parte da água fluirapidamente, saindo da estrutura.
De acordo com a reologia - parte da física que investiga as propriedades e o comportamento mecânico dos corpos deformáveis que não são sólidos nem líquidos -, os fluidos não newtonianos são divididos em dois tipos:
· Fluidos independentes do tempo, cujas propriedades reológicas independem do tempo de aplicação da tensão de cisalhamento (deformação que sofre um corpo quando sujeito à ação de forças constantes).
· Fluidos dependentes do tempo, que apresentam mudança na viscosidade dependendo do tempo de aplicação da tensão de cisalhamento.
Bibliografia / fontes:
1. BENNET, C. O., MYERS, J. E. Fenômenos de Transporte, Quantidade de Calor e Massa, McGraw-Hill do Brasil LTDA, 1978.
2. FOX, Robert W.; Alan T. Introdução a mecânica dos fluidos. Rio de Janeiro: LTC, c1998
3. http://www.thermoevolution.com.br
4. http://ciencia.hsw.uol.com.br/fluido-nao-newtoniano.htm
Vídeos:
http://www.youtube.com/watch?v=GajbJjUAC7Q
http://www.youtube.com/watch?v=gfSB560j9nw
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