"액체의 물성" 실험 예비레포트

소개

""액체의 물성" 실험 예비레포트"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험 기기 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
Ostwald 점도계를 사용하여 액체의 물성을 측정한다. 또한 농도가 점도와 밀도에 미치는 영향을 생각해본다.

2. 바탕 이론

(1) 전단(shear) - 전단력, 전단 응력
어떤 물체의 단면에 서로 반대 방향을 가진 평행한 한 쌍의 힘을 적용시키면 물체는 면을 따라 미끄러지며 절단되며 이때 미치는 힘을 전단력(shear force)이라 한다. 즉, 전단력이란 어떠한 힘이 주어졌을 때 면과 평행한 방향으로 작용하는 힘을 일컫는다.

이 전단력을 따라 물체 내부에 단면이 생기는 것을 전단 변형력 혹은 전단 응력(shear stress)이라 하며, 단위면적당 힘으로 표시한다. Figure 1과 같이 전단력에 의해 물체 내부의 면은 직사각형에서 평행사변형의 형태로 변형되는데, 이를 전단 변형이라 하며 직사각형과 변형된 평행사변형 사이에 형성된 기울기를 전단변형률()이라 한다. 전단 변형률은 전단력/단면적으로 나타낸다.

(2) 점도(viscosity)
점도란 점성의 정도이며 점성이란 액체의 끈끈한 성질을 말한다. 즉, 상대 운동(relative motion)을 하는 인접한 유체 사이에 발생하는 마찰력 혹은 흐름 저항으로 정리할 수 있다. 전단력에 따라 유체의 층이 상대적으로 움직이는 전단 흐름으로 나타나며 이 힘은 전단응력의 형태로 시료의 두께에 걸친 속도 구배(gradient)인 전단 속도(shear rate)를 발생시킨다. 점도는 일반적으로 유체의 흐름 방향의 반대방향을 작용한다.
일단, 전단응력()이 가해지게 되면 유체는 연속적으로 변한다. Figure 2 와 같이 유체의 한 평면에 전단 응력이 작용하면 위 표면은 아래 유체의 표면보다 큰 속력으로 움직이고, 전단 변형 각()은 시간에 비례해 커지게 된다. 이 때, 물, 공기, 기름과 같은 뉴턴형 유체(Newtonian fluid)의 경우 작용된 전단과 변형률 사이의 선형 비례관계가 정의된다.

Figure 3. 유체 전단 응력
(White, 2012, Fluid Mechanics)

참고자료

· 한홍걸, 2015, “유체역학”, 예문사, p9-13
· 안전보건공단 화학물질정보 (MSDS)
· 단위조작이론 및 실험1 실험노트
· 박남섭, 2016, “기본 유체역학”, 진샘미디어, p39-47, p194-206
· Poiseuille’s Law Derivation-An introduction to Electricity and Strength of Materials with Peter Eyland