점도측정

목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험 장치와 시약
4. 실험방법
5. 실험 결과
6. 토의 및 고찰
7. 연구 과제
8. 참고 문헌

본문내용

anol이 섞여 있을 때 점도가 훨씬 높다. 이것은 왜 그럴까?
Nacl 그래프가 직선을 보이지 않는 약간의 실험적인 오차가 발생했다. 용액의 조제에서도 문제가 발생할 수 있고, stop watch 의 측정에서도 오차가 발생할 수 있다. 또 아마 실제값과 다른 값을 보일 것이다. 26。C인데도 22。C의 밀도 값을 사용했기 때문에 오차가 발생할 수 있다. 그러나 4。C차이의 밀도 차보다. 다른 환경적인 오차 값이 더욱 크기 때문에 신경 안 써도 된다고 생각한다. 가령 메스실린더로 용액을 측정한다든지 ... 아무튼 최저의 오차와 실험 값의 정확한 분석이 과학자의 자세가 아니겠는가?
7. 연구 과제
1)점도의 정의를 설명하라.
유체의 점도란 유체가 유동할 때 흐름이 방향에 저항을 주어서 결국 전단응력을 유발시키는 성질을 말하다. 이와 같은 유체가 흐를 때에 손실저항의 요인이 되는 유체의 점성은 원래 유체분자 상호간에 작용하는 여러 가지 힘에 기인되는 것이다. 그러나 우리는 여기서 점성 그 자체의 근본 원인을 파악하는 것보다는 오히려 유체의 점성효과에 따르는 여러 가지 결과적인 효과에 더욱 관심이 있는 것이다. 아래 그림에서 보는 바와 같이 두 개의 평행한 평판은 고정시키고 위쪽 평판을 일정한 힘 F 로 밀어서 일정한 속도U 로 움직이도록 하였다. 이때 위쪽이 이동평판에 접촉된 유체는 0 의 속도를 갖게 된다. 여기서 만일에 두 판간의 거리 y와 이동판의 속도 U 가 그렇게 크지 않을 경우에는 유체의 속도 분포, 즉 속도 그 배는 직선이 된다. 실험에 의하면 평판에 가해진 힘 F 는 평판의 면적a 와 속도 U 에 비례하고 평판간의 거리 y에 반비례한다. 따라서
F(aU/y)=a(dU/dy)
또한 전단 응력은 단위 면적당 작용하는 전단력이므로 위 식의 비례관계를 비례상수를 이용하여 다음과 같이 나타낸다. 이 때를 점성계수 라고 부른다. 즉
F/a= (dU/dy)
2)Hagen poiseuille 식의 출처를 찾아 보고 그 식을 유도하라.
관의 중심에서 거리 r 만큼 떨어진 곳에서 유체가 흐르는 속도를 v라 하고 거리 가 dr 만큼 증가했을 때 속도가 dv 만큼 감소했다면 속도 기울기는 (-dv/dr)이고 또 유체가 관속에서 1 만큼의 거리를 흘렀다면 관의 중심에서 r 만큼 떨어진 곳의 유체가 쓸고 간 면적은 s=2r l 이 되고 (2)식은 다음과 같다.
F=- (dv / dr ) 2r l..........................(2)
또한 이렇게 유체가 흐르게 된 것은 양쪽 압력 p1 와 p2 의 차이에 의 한 힘이 작용했기 때문에 이때 작용한 힘의 크기는 다음과 같다.
F= r (p1-p2)....................................(3)
정상류의 경계조건에서 (2)과 (3)은 같다.
- 2 r l ( dv/ dr)=r(p1-p2)
dv= -(r/2 l )*(p1-p2)dr.......................(4)
r=R 일 때, 즉 관의 측면에서 유체의 흐름은 v=0 이므로 이런 상태에서 (4)식을 적분하면 다음과 같다.
d,= - < (p1-p2)2 l > r dr
v=<(p1-p2)/4 l > * (R2- r2)..............(5)
한편 일정한 시간 t 동안 흐르는 유체의 부피는 유체가 흐르는 단면적 2rdr 과 관내에서 이동한 거리 vt를 곱한 것으로서 다음 과 같다.
dv= 2rtv dr.....................................................(6)
(6)식의 v에 (5)식을 대입하고 적분하면 다음과 같다.
dv=〔<(p1- P2)>/2 l〕(R-r) r dr
v=〔/8 l 〕..............................(7)
(7) tlrPoiseuille equation 이라 하고 액체와 같은 비 압축성 유체에 잘 적용된다.
3) Absolute viscosity 와 Kinematic viscosity의 차이를 설명하라.
Absolute viscosity 점도의 밀도에 대한 비(v=m/p)차원이 길이와 시간만의 조합으로 나타낸다. 반면 Kinematic viscosity은 M(N*s/m)로 나타낸다.
8참고 문헌
#.유체역학 - 이승목 외 - 동화 기술 - 1998- p 22- 23
#.화학 & 화공 실험- 이승렬 외 - 동화 기술- 1993- p 208- 209
#.물리화학 실험- 김정림- 자유 아카데미- 1999- p 168- 169

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