[물리화학실험] 실험4.오스트발트 점성도계 및 공낙하법을 이용한 점도 측정

목차

1. 실험제목
2. 조,조원,이름
3. 실험목적
4. 실험이론및배경
5. 장치및시약
6. 실험방법
7. 참고문헌

본문내용

4. 실험이론 및 배경
점성도(viscosity)에 대한 일반적인 개념은 이미 잘 알려져 있다. 타르나 윤활유와 같이 유동성이 작은 액체들은 물이나 벤젠 등과 같이 유동성이 큰 액체들보다 점성도가 크다고 말한다. 일반적으로 어떤 액체의 유속은 그 액체의 점성도에 의하여 결정된다고 말할 수 있다.

더 정확히 말하자면, 액체 한 층이 다른 층을 지나 이동할 때 겪는 저항을 점성도라고 한다. 원형의 관 속에 들어 있는 액체 기둥은 동심층, 즉 동심원통의 액체들로 이루어져 있다고 간주할 수 있다. 관 속을 흘러갈 때 벽에 가장 가까운 층은 액체가 관의 표면을 적신다면 정지해 있다. 이보다 안쪽에 있는 여러 층들은 자신의 바로 바깥쪽에 인접해 있는 층보다 더 빨리 흐르며, 이때 흐름의 속도는 관의 중심부로 갈수록 빨라진다. 이런 흐름을 층류라 하며, 일반적으로 층류의 특징은 소용돌이나 난류가 생기지 않는다는 것이다. 이런 형태의 흐름을 이론적으로 취급할 때는 액체가 가상적인 동심 원통들의 이동을 방해하는 성질(이것을 내부 마찰이라고 함)을 가지고 있는 것으로 간주한다. 이 마찰의 크기가 액체의 점성도를 결정해 준다. 액체에 1cm²에 1dyne의 힘을 가할 때 서로 1cm 떨어져 있는 두 평행한 액면들이 1초당 1cm의 상대속도로 서로 흘러 지나가게 되면, 이때 그 액체의 점성도를 1poise라고 정의한다. 점성도는 보통 희랍 문자 (eta)로 나타낸다.

점성도를 측정할 때 가장 흔히 사용되는 기구는 그림 1에 나타낸 것과 같은 오스트발트 점성도계이다. 보통의 시판 점성도계에는 유리막대 연결봉C가 붙어 있지 않으나 유리 세공을 할 줄 아는 사람이면 누구나 붙일 수 있다. 이 막대를 붙여 놓으면 힘을 주었을 때 점성도계의 U자관의 아래쪽 부분이 깨지는 것을 막을 수 있다. 이 기구를 가지고 점성도를 측정하는 방법의 요체는 일정한 부피(표지 a와 b 사이에 들어 있는 부피)를 가진 액체가 중력의 영향을 받아 길이와 반지름이 알려진 모세관 B를 통해 흘러내리는 데 소요되는 시간을 측정하는 것이다. Poiseuille는 이론적으로 오스트발트 방법에 적용될 수 있는 식을 유도하였는데, 그 식은 다음과 같다.

참고 자료

물리화학실험 / 대한화학회 / 청문각 / 2014 / pp.83~86
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http://en.wikipedia.org/wiki/Methanol
http://msds.kosha.or.kr/kcic/msdsdetail.do