뉴턴 유체의 점성률

소개글

유체의 점성을 알아보는 실험 사전 보고서

목차

1.원리
2.점성의 발생원인
3.뉴턴의 점성법칙
4.스토크 공식
5.기구및 시약
6.실험방법

본문내용

●점성
거의 모든 유체는 점성을 갖고 있다(매우 예외적인 경우로 He3 처럼 점성이 없는 유체를 초유체라 한다). 점성(viscosity)이란 끈끈한 정도를 말한다. 유체를 두 판 사이에 담아놓고 한쪽 판을 잡아당기면 유체의 점성 때문에 움직이는 판에 가까운 유체들은 판에 끌리는 정도가 큰 반면 정지해 있는 판에 가까이 있는 유체들은 거의 움직이지 않는다. 판의 넓이가 A일 때 층밀리기 스트레스 F/A 와 변형률 v/l 은 비례 관계에 있는데 비례 상수를 점성 계수 η(에타)라 한다. 즉,
F/A = η v/l

[그림]과 같이 두 장의 수평판 사이에 유체가 채워져 있을 때 이 판에 일정한 수평방향의 힘 F를 가하면 판은 가속되다가 곧 일정한 속도U를 가지게 된다.
움직이는 면에 접촉하고 있는 액체는 면과 같은 속도를 가지게 되고, 정지한 면에 접촉하고 있는 액체는 움직이지 않으므로 그림에 표시되어 있는 바와 같이 속도의 분포가 생긴다.
기름등은 점성이 풍부하고 일반적으로 액체가 기체보다 점성이 크다. 물의 점성은 온도에 따라 그 크기가 변하게 된다. 즉 온도가 0℃일 때 점성이 가장 크며, 온도가 높아질수록 점성은 작아진다.
점성의 크기를 나타내는 고유의 상수를 점성계수 또는 동점성계수(점성계수를 밀도로 나눈값)로 표시한다.

<물의 점성계수(c.g.s)>
1)점성의 발생원인
액체 : 분자들간의 응집력이 주 원인. 온도가 상승하면 점성이 낮아진다.
기체 : 분자들간의 상호충돌로 인한 운동량 교환. 온도가 상승하면 점성이 증가한다
2)뉴턴의 점성법칙
모든 유체는 점성이 있다. 유체가 유동할 때에 경우에 따라서 유속이 다른 층을 이루며 층류유동(laminar flow)을 하게 된다. 그리하여 유체의 층과 층 사이에는 서로 다른 유속이형성된다. 유동하고 있는 유체의 층 사이에는 분명히 마찰력나 전단력(frictional or shearing force)이 존재한다. 이 전단력에 의하여 단위면적에 발생하는 응력을 전단응력(shear stress)이라 하여로 표기하고, 뉴턴은 이 전단응력을 상대적 변형(relative strain), 즉 du/dy 에 비례한다고 생각하여 다음과 같이 가정하였다.

참고 자료

없음