[화학공학과 화학공학 실험] Ostwald 점도계법 액체점도 측정

소개

3. INTRODUCTION
3-1. 점성
점성이란 물분자가 상대적인 운동을 할 때 분자간, 혹은 물분자와 고체경계면 사 이에 마찰력을 유발시키는 물의 성질을 말하며 이는 물분자간의 응집력 및 물분 자의 다른 분자간의 점착력 등의 상호작용에 의하여 나타난다.
물 내부에 상대운동이 있으면 점성은 내부 마찰이 작용하여 상대운동은 차차 감소한다. 이와 같이 유체의 점성 때문에 받는 힘을 점성력이라 한다.
[그림1]과 같이 두 장의 수평판 사이에 유체가 채워져 있을 때 이 판에 일정한 수평방향의 힘 F를 가하면 판은 가속되다가 곧 일정한 속도U를 가지게 된다.
[그림1] 점성법칙 움직이는 면에 접촉하고 있는 액체는 면과 같은 속도를 가지게 되고, 정지한 면에 접촉하고 있는 액체는 움직 이지 않으므로 속도의 분포가 생긴다. 기름 등은 점성이 풍부하고 일반적으로 액 체가 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 밀 도로 나눈값)로 표시한다.[1]

목차

3. INTRODUCTION
3-1. 점성
3-2. Poiseuille 방정식[2]
3-3. 공 낙하법
4. EXPERIMENTAL
4-1. 실험절차
4-1-(1) Ostwald 점도계법
4-1-(2) 공 낙하법
4-2. raw data
4-2-(1) Ostwald점도계 측정값
5. RESULTS & DISCUSSION
5-1. 실험결과
5-1-(1) Ostwald 점도계법
5-1-(2) 공 낙하법[3]
5-2. Discussion
6. REFERENCES

본문내용

5-2. Discussion

액체 한 층이 다른 층을 지나 이동할 때 겪는 저항을 점도라고 한다. 유동성이 작은 액체들은 유동성이 큰 액체들보다 점도가 크다고 말 할 수 있다. 이 실험에 서 알고자 했던 것은 물과 글리세롤(기준 액체)의 절대점도를 이용해서 상대점도 를 구하는 것이다. Ostwald점도계법을 이용해서는 메탄올과 글리세롤의 상대점 도, 그리고 공 낙하법을 이용해서는 실리콘의 상대점도를 구할 수가 있었다. 물질 의 상대점도에 25℃의 물의 점도를 곱하면 절대점도를 계산 할 수 있다.
실험값과 문헌값이 많이 차이가 나는데 이러한 오차가 발생한 이유로는 가장 큰 이유는 시간측정의 부정확성에 있다. Ostwald점도계법과 공 낙하법 모두 임의의 점 a에서 b로 액체 또는 공이 떨어지는 시간을 측정했는데 눈으로 보고 나서 손 으로 타이머를 눌렀는데 이러한 과정에서 정확하게 시간을 측정할 수 없었을 것 이다. 그리고 공 낙하법의 경우에서는 우선 관을 지면과 수직으로 유지하지 못했 고, 시료안에 불순물이 들어있어 물체가 떨어지면서 부딪혀 수직으로 떨어지지 못했다. 그리고 액체가 관속에 있을 때 벽에 가장 가까운 액체층은 관의 표면을 적시며 정지해 있고, 이 보다 안 쪽에 있는 여러 층들은 자신의 바로 바깥쪽에 인접해 있는 층보다 더 빨리 흐르며 이 때 흐름의 속도는 관의 중심부로 갈수록 빨라진다. 이러한 사실과 관련하여 보일링 스톤을 액체에 떨어뜨릴 때 항상 같은 위치에 떨어뜨리지 못했는데 이것이 시간과 관련이 있을 것 같다. 소수점 한자리 의 차이라도 관련 식에 대입하여 계산하다 보면 큰 차이가 나는 경우도 있기 때 문이다. 그리고 보일링 스톤의 무게가 너무 적게 나가서 점도의 영향을 받아 수 직으로 떨어지지 못한 것 같다.

참고자료

· [1] Walter J.Moore,기본물리화학, 採求堂, 서울, 642～647P
· [2] Laidler.Meiser, 물리화학, 제2판, 자유아카데미, 서울, 1025～1034P
· [3] Rovert H. Perry, Perry`s Chemical Engineers` Hand Book, 6th edition, Mc Graw-Hill, singapore, 1985