액체의 점도

목차

1. 서론
2. 실험 이론
3. 실험
4. 실험 결과
5. 고찰 및 결론
6. 참고문헌

본문내용

1. 서론
Ostwald's viscometer를 사용하여 각종 농도의 에탄올수용액의 점도를 측정하고 농도와의 관계를 조사한다.

2. 실험 이론
가. 점도 (viscosity)
점성계수, 점성률이라고도 한다. 흐름의 각 점에서 유체의 속도가 다를 경우, 분자끼리의 충돌이나 분자간의 상호작용에 의해 운동량의 흐름이 빠른 부분에서 느린 부분으로 이동하여 속도가 같아지고자 한다. 이 에너지 손실을 수반하는 과정이 점성이다. 단위면적을 통과하는 운동량의 이동은 힘의 차원을 가지며 유체내에 작용하는 전단 응력(shear stress)을 뜻하고 있다. 전단 응력과 속도기울기(전단 속도) 사이에는 비례관계가 성립하고(뉴턴의 점성즉법칙) 그 비례상수가 점도이고 보통 η로 나타낸다. 관벽에서와 같이 고체표면에서는 고체분자와 유체분자 사이에 결합력이 작용하여 유체분자는 고체표면에 부착하여 유체속도는 제로가 된다.
이 때문에 고체 표면을 따라 흐르는 유체의 흐름에서는 반드시 속도기울기가 생겨 점성이 작용한다. 고체 표면은 그 결과 유체에서 전단 응력을 받는다. 고체 표면이 운동하는 경우도 같다. 이 전단응력을 측정함으로써 유체의 점도를 구할 수 있다. 기체에서는 분자간의 충돌에 의해 운동량이 이동되기 때문에 온도가 증가하면 분자의 열 운동이 증가하며 분자간의 충돌 횟수가 증가하여 점성이 증가한다. 액체에서는 근접한 분자간의 상호작용에 의해서 운동량이 이동되기 때문에 온도의 증가로 분자가 서로 움직이기 쉽게 되면 분자간의 상호작용은 반대로 감소하여 그 결과 점성이 감소한다. 따라서 점도측정에서는 온도를 일정하게 하는 것이 필수적이다. 점도의 단위는 국제단위계에서는 Pa·s(N·s/m ＝kg/m·s), CGS 단위계에서는 P(포와즈, poise;dyn·s/cm＝g/cm·s)이고 1Pa·s＝10P, poise의 100분의 1인 centi poise(cP; 1cP＝1mPa·s)도 널리 사용되고 있다. 물의 점도는 20℃에서의 약 1mPa·s. 벌꿀이나 당밀의 점도는 약 500㎩·s이다.

참고 자료

생명과학대사전, 강영희, 아카데미서적, 2008. 2. 19
화학공학실험 , 성기천, 이진휘, 김기준 공저, 사이텍미디어
http://terms.naver.com/ (네이버 지식백과 –두산백과(doopedia))
http://ethanolpro.tripod.com/id170.html (에탄올 수용액의 밀도 참고자료)
http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/bulletin/14/nbsbulletinv14n1p59_A2b.pdf (에탄올 점도 이론값 참고자료)
http://file.scirp.org/Html/htmlimages/1-2760042x/961fe6c5-5707-40aa-a871-c69a72eba095.png (에탄올 농도(wt%)에 따른 점도값 그래프 참고자료)