소개글
"유체의 점성을 측정할 수 있는 방법을 찾아보고, 그 원리에 대해서 설명하시오"에 대한 내용입니다.
목차
1. 고분자 점도 및 분자량
1.1. 점도의 다양한 정의
1.2. Mark-Houwink 식
1.3. GPC의 측정 원리
2. 베르누이 실험
2.1. 실험 목적
2.2. 실험 이론 및 원리
2.3. 실험 방법
2.4. 실험 결과
3. 식품의 유변성
3.1. 유변학의 정의
3.2. 유변학적 관점에 따른 물질의 분류
3.3. 유변학의 응용분야
4. 설탕 용액의 점성
4.1. 설탕 용액의 점성에 농도가 미치는 영향
4.2. 설탕 용액의 점성에 온도가 미치는 영향
5. 참고 문헌
본문내용
1. 고분자 점도 및 분자량
1.1. 점도의 다양한 정의
흐름의 각 점에서 유체의 속도가 다를 경우, 분자끼리의 충돌이나 분자간의 상호작용에 의해 운동량의 흐름이 빠른 부분에서 느린 부분으로 이동하여 속도가 같아지고자 한다. 이 에너지 손실을 수반하는 과정이 점성이다. 단위면적을 통과하는 운동량의 이동은 힘의 차원을 가지며 유체내에 작용하는 전단 응력(shear stress)을 뜻하고 있다. 전단 응력과 속도기울기(전단 속도) 사이에는 비례관계가 성립하고, 그 비례상수가 점도이다. 이 때문에 고체 표면을 따라 흐르는 유체의 흐름에서는 반드시 속도기울기가 생겨 점성이 작용한다. 고체 표면은 그 결과 유체에서 전단 응력을 받는다. 고체 표면이 운동하는 경우도 같다. 이 전단응력을 측정함으로써 유체의 점도를 구할 수 있다. 기체에서는 분자간의 충돌에 의해 운동량이 이동되기 때문에 온도가 증가하면 분자의 열 운동이 증가하며 분자간의 충돌 횟수가 증가하여 점성이 증가한다. 액체에서는 근접한 분자간의 상호작용에 의해서 운동량이 이동되기 때문에 온도의 증가로 분자가 서로 움직이기 쉽게 되면 분자간의 상호작용은 반대로 감소하여 그 결과 점성이 감소한다. 따라서 점도측정에서는 온도를 일정하게 하는 것이 필수적이다.
1.2. Mark-Houwink 식
Mark-Houwink 식은 분자량과 고유 점도(intrinsic viscosity)간의 관계를 나타낸다. 이 식에서 k와 a는 점도 측정 시 고분자체와 용매간의 상호 작용에 따른 고유의 상수이다. 위 식을 기반으로 다음의 수학 변환을 통하여 전체 고분자에 대한 평균 분자량과 점도의 관계를 표현할 수 있다. 구체적으로 Mark-Houwink 식을 대입하면 점도 평균 분자량은 다음의 식으로 정리된다.
[η] = Kꞏ(Mν)^a
여기서 [η]는 고유 점도, K와 a는 고분자-용매 계에 따른 상수, Mν는 점도 평균 분자량을 나타낸다. 이를 통해 단순히 고유 점도 측정만으로도 고분자의 평균 분자량을 간접적으로 추정할 수 있다.
1.3. GPC의 측정 원리
GPC(gel permeation chromatography)는 어떤 긴 컬럼 안에 가교된 고분자(gel)로 충진시키고, 이 컬럼 안으로 고분자 용액을 투과(permeation)시켜 컬럼 안에서 고분자가 크기에 따라 분리될 수 있도록 고안된 분리법이다. 분자량이 큰 물질이 먼저 유출되고, 작은 분자량 물질이 느리게 나오도록 한다. 그 후 고분자가 칼럼 내부에서 얼마나 머무는지 시간을 측정하여 고분자의 분자량을 산출할 수 있도록 한 것이다. 분자 크기가 큰 것은 겔 표면의 다공으로의 침투가 적기 때문에 작은 분자보다 빨리 컬럼 속을 이동하여 용출된다.
GPC는 직접적으로 절대 분자량을 측정하지 않고 고분자 샘플이 컬...
참고 자료
[네이버 지식백과] 점도 [viscosity] (식품과학기술대사전, 2008. 4. 10.)
생명과학대사전
https://blog.naver.com/ujs0406/222821221882
조영〮김선아 공저, 『조리과학』, 한국방송통신대학교출판문화원, 2017년
한국식품과학회 공저, 『식품과학기술대사전』, 광일문화사, 2004년
송태희〮우인애〮손정우〮오세인〮신승미 지음, 『이해하기 쉬운 조리과학』, 교문사, 2012년
정현숙〮이난희〮김은정〮박경숙〮송준희〮임정교 공저, 『조리원리』, 교문사, 2006년
손정우〮송태희〮신승미〮오세인〮우인애 공저, 『조리과학』, 교문사, 2008년
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