예비레포트-액체의 점도

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 기구 및 시약
4. 실험 방법

본문내용

실험의 목적
Ostwald 점도계법을 사용하여 액체의 점도를 측정하고 점도에 미치는 온도의 영향도 아울러 규명하는데 있다.

바탕이론
1) 점도
점도는 점성의 정도를 말한다. 점성은 액체의 끈끈한 성질로서 유체의 흐름에 대한 저항을 말하며 운동하는 액체나 기체 내부에 나타나는 마찰력으로 내부마찰이라고도 한다. 점성은 형태가 변화할 때 나타나는 유체의 저항 또는 서로 붙어 있는 부분이 떨어지지 않으려는 성질을 말한다. 즉 한 유체가 다른 유체를 지날 때 일으키는 마찰 저항을 말한다. 이 때 그 힘의 세기를 점성력 이라고 한다. 점성이 없는 유체에서 움직이는 물체는 점성에 의한 저항이 없어서 유체 속에서 일정한 속력으로 계속 움직일 수 있다.

2) 유체의 종류에 따른 점도
-뉴턴 유체
전단속도의 크기에 관계없이 일정한 점도를 나타내는 유체를 뉴턴유체라고 하며, 전단응력과 전단속도의 관계는 원점을 지나는 직선이 된다. 물, 알코올 등의 저분자 액체, 액상유지를 하며. 이들의 혼합액체, 저분자 물질의 용액 등 비교적 단순한 조성의 액체가 뉴턴유체의 거동을 나타낸다.

- 비뉴턴 유체
고분자 용액, 콜로이드 분산계에서는 입자 사이의 상호작용에 의해 형성되어 있던 3차원구조가 흐름에 의해 파괴되어 변하므로 전단응력과 전단속도 사이에 비례관계가 성립하지 않게 된다. 이러한 액체는 비뉴턴 유체라고 부른다.

(3) 뉴턴의 점성 법칙
유체의 점도는 가해진 전단 응력하에서 흐름에 대한 저항의 측정 단위이다. 유체는 정지 상태의 한 판과, 그 판에 대하여 속도()인 정상상태로 움직이는 다른 판 사이의 두께()의 비교적 작은 틈새에서 이상적으로 갇혀 있다고 가정하면, 오른쪽 방향으로 유체의 속도()는 아래 판()에서 0으로부터 위판에서 인 선형적으로 변화한다는 것이 실험적으로 알려져 있다. 아래 판으로부터 임의의 중간거리 에서 속도는 전단 응력()이 단위면적에 작용하는 접선 방향의 힘이므로

(4) 온도가 점도에 미치는 영향
- 액체의 점도
분자가 서로 응집된 상태에서 운동하므로 분자간 응집력이 액체점성의 주원인인이다. 따라서 온도가 상승하면 분자진동 및 운동이 증가하여 분자거리가 멀어지고, 분자인력이 감소하여 점성이 낮아진다.

참고 자료

화학공학 유체역학, James O. Wilkes, 2005, p 13 ~ 17
유체역학, Munson, 2010, p 14 ~ 22
산업재해예방 안전보건공단 화학물질 정보 MSDS 검색, 'Ethanol, Ethylene glycol,
Glycerol', http://msds.kosha.or.kr/kcic/msdsdetail.do
James O.Wilkes, 2008.08.30, Mechanics for Chemical Engineers Second Edition,
with Microfluidics and CFD, Wilkes, ‘점도, 액체의 점도‘, p.14~16