Todos os tipos de fluidos escoam quando submetidos a qualquer tensão de cisalhamento? Explique.

Passo 1

O enunciado pergunta se “todos os tipos de fluidos escoam quando submetidos a qualquer tensão de cisalhamento” e pede para explicar. O conteúdo aqui é de reologia de fluidos, em particular a existência ou não de tensão de cisalhamento mínima (tensão de escoamento) para que um fluido comece a se deformar continuamente. Para responder, vamos precisar definir o que é tensão de cisalhamento e gerar as principais classificações de fluidos quanto ao escoamento (Newtonianos, não\mbox{-}Newtonianos viscoelásticos e viscoplásticos).

Passo 2

Definimos tensão de cisalhamento tau como a força tangencial por área aplicada ao fluido. Em um fluido Newtoniano, a relação entre tau e a taxa de deformação (taxa de cisalhamento) dotgamma é linear e sem limiar:
tau = mu,dotgamma
onde mu é a viscosidade. Nesse caso, mesmo uma tensão infinitamente pequena gera uma taxa de deformação proporcional, ou seja, o fluido se deforma (escoar) sob qualquer tau>0.

Passo 3

Já em fluidos não\mbox{-}Newtonianos existem comportamentos em que a estrutura interna do material requer uma tensão mínima para romper ligações e iniciar o escoamento. Um caso clássico é o fluido de Bingham (ou viscoplástico), que só escoa se a tensão aplicada tau ultrapassar uma tensão de escoamento tauy. A lei de comportamento é:
tau = tauy + mup,dotgamma para;tau>=tauy
e dotgamma=0 se tau<tauy. Aqui mup é a viscosidade plástica após escoamento.

Passo 4

Logo, nem todo fluido começa a escoar para qualquer tensão de cisalhamento. Fluídos Newtonianos ou não\mbox{-}Newtonianos sem limite inferior (por exemplo, pseudoplásticos sem yield) escoam para qualquer tau>0. Mas fluidos viscoplásticos (com tauy>0) permanecem praticamente sólidos enquanto tau<tauy, iniciando o escoamento somente quando tau atinge ou supera tauy. Exemplos de fluidos com tensão de escoamento são pasta de dente, ketchup e lamas de perfuração.

Resposta

Não. Fluid os Newtonianos escoam sob qualquer tensão de cisalhamento, pois não têm limiar de escoamento. Mas fluidos viscoplásticos—como os de Bingham—apresentam uma tensão de escoamento tauy, abaixo da qual não fluem.

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