[물리화학실험]오스트발트 점성도계 및 공 낙하법을 이용한 점도 측정

목차

1. 실험 목적
1. 실험 이론 및 원리
1. 실험 기구 및 시약
1. 실험 방법
1. 주의 사항
1. 실험 결과
1. 토의 사항
1. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 이론 및 원리
1.1. 점성(viscosity)
점성은 유체나 기체의 흐름에 대한 내부 저항으로, 유체의 흐름에 대한 저항의 척도로 정의할 수 있다. 즉 평행한 두 판 사이에 유체가 채워져 있을 때, 한쪽 판을 이동시킨다면 유체의 종류에 따라 평판을 움직이는데 필요한 힘의 크기가 달라지는데, 이 때 점성이 큰 유체일수록 더 큰 힘을 필요로 하게 된다. 이러한 점성은 마찰과 마찬가지로 움직이는 물체의 운동에너지를 열에너지로 변환시킨다. 즉 마찰이 없을 때 물체가 일정한 속력으로 계속 운동할 수 있는 것처럼, 점성이 없는 유체에서 움직이는 물체는 점성에 의한 저항이 없으므로 유체 속에서 일정한 속력으로 계속 움직일 수 있다. 예를 들면 이상유체에 떠 있는 배는 아무리 프로펠러를 돌려도 움직이지 않지만 일단 배가 움직이면 일정한 속력으로 움직인다. 이때는 프로펠러가 필요 없다.
또한 점성은 액체뿐만 아니라 작지만 기체에도 있는데, 기체가 들어있는 두 부위를 약간 압축하면 변형되지만, 누르는 힘을 제거하면 원상태로 돌아오는 성질이 있다. 운동하는 액체나 기체 내부에 나타나는 마찰력이므로 내부마찰이라고도 한다. 이 마찰력은 유체 각 부분이 서로 다른 속도로 운동할 경우, 그 속도가 균일하게 되도록 작용하는 힘으로 나타난다. 예를 들면 물 분자가 상대적인 운동을 할 때 분자 간 또는 물 분자와 고체경계면 사이에 마찰력을 유발시키는 물의 성질을 말하며, 이것은 물 분자 간의 응집력 및 물 분자와 다른 분자 간의 점착력 등 상호작용에 의하여 나타난다. 물 내부에 상대운동이 있으면 점성 때문에 경계면에서 운동에 저항하는 내부마찰이 작용하여 상대운동은 차차 감소한다. 이상유체가 아닌 모든 실제유체는 점성이라는 성질을 가지며, 유체 흐름에 저항하는 값의 크기로 측정되고, 단위 면적당 힘의 크기로서 점성의 점도를 나타낸다.

1.2. 온도와 점성의 관계
온도에 따른 점성의 변화는 기체와 액체에서 각각 다른 양상을 나타내는데, 기체의 점성은 온도가 증가할수록 함께 증가하고, 액체의 점성은 온도가 상승하면 감소한다.

참고 자료

물리화학실험, 대한화학회, 청문각, 2007, p82-86
물리화학의 원리와 응용, 이재원, 녹문당, 1999, p377-383
물리화학, Thomas Engel, 청문각, 2006, p925-932
물리화학, 여철한, 자유 아카데미, 2006, p703-704, p806-807