점성도

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1. 개요
2. 동점성계수
3. 층밀림 탄성 계수
4. 물의 점성
5. 다양한 물질의 점성
6. 점성 유동
참조

1. 개요

점성도는 유체의 흐름에 대한 저항을 나타내는 척도이다. 동점성계수는 유체의 점성계수를 밀도로 나눈 값이며, 뉴턴 유체에서는 점성계수를 사용한다. 물의 점성은 온도에 따라 변화하며, 온도가 높아질수록 감소한다. 다양한 물질의 점성을 표로 제시하며, 기체, 액체, 비뉴턴 유체의 점성 또한 포함한다. 점성 유동은 점성을 가진 유체의 흐름을 의미하며, 유체의 점성력이 우세한 경우의 운동을 나타낸다.

2. 동점성계수

유체의 점성계수 μ를 그 유체의 질량 밀도 ρ로 나눈 값을 동점성계수라고 한다. 동점성계수의 단위로는 m²/s, cm²/s를 사용하는데, 특히 cm²/s를 스토크스(Stokes)라 부르며 많이 사용한다.^[5]

: $\frac{\mu}{\rho} =\nu$

뉴턴의 점성법칙에서는 점성계수 μ를 사용한다.^[5]

3. 층밀림 탄성 계수

$\eta = G\cdot t$

$\eta$ 는 점성도

$G =$ 는 층밀림 탄성 계수

$t$ 시간

4. 물의 점성

물의 점성은 온도에 따라 변화한다. 온도가 높아질수록 물의 점성은 낮아진다. 예를 들어, 10°C에서 물의 점성은 1.308 mPa·s이지만, 20°C에서는 1.002 mPa·s로 감소한다. 100°C에서 물의 점성은 0.2822 mPa·s이다.

온도 (°C)	점성 (mPa·s)
10	1.308
20	1.002
30	0.7978
40	0.6531
50	0.5471
60	0.4668
70	0.4044
80	0.3550
90	0.3150
100	0.2822

5. 다양한 물질의 점성

대표적인 뉴턴 유체 및 일부 비뉴턴 유체의 유동적인 점성은 다음과 같다.^[6]

25 °C의 액체 점성
액체 ():	점성	점성
아세톤^[9]	0.000306	0.306
벤젠^[9]	0.000604	0.604
피 (37 °C)^[10]	0.003–0.004	3–4
피마자 기름^[9]	0.985	985
옥수수 시럽^[9]	1.3806	1380.6
에탄올^[9]	0.001074	1.074
에틸렌 글라이콜	0.0161	16.1
글리세롤^[11]	1.2 (20 °C)	1200
HFO-380	2.022	2022
수은^[9]	0.001526	1.526
메탄올^[9]	0.000544	0.544
모터 오일 SAE 10 (20 °C)	0.065	65
모터 오일 SAE 40 (20 °C)	0.319	319
나이트로벤젠^[9]	0.001863	1.863
액체 질소 @ 77K	0.000158	0.158
프로판올^[9]	0.001945	1.945
올리브 기름	0.081	81
피치	230,000,000	2.3×10¹¹
쿼크-붙임알 플라스마^[12]	500,000,000,000	5×10¹⁴
황산^[9]	0.0242	24.2
물	0.000894	0.894

다양한 성분의 유체 점성
유체	점성	점성
벌꿀	2–10	2,000–10,000
당밀	5–10	5,000–10,000
녹은 유리	10–1,000	10,000–1,000,000
초콜릿 시럽	10–25	10,000–25,000
녹은 초콜릿^*	45–130^[8]	45,000–130,000
케첩^*	50–100	50,000–100,000
땅콩 버터^*	c. 250	c. 250,000
쇼트닝^*	c. 250	250,000

선택된 기체의 점성 (100 kPa), [μPa·s]
가스	0 °C (273 K)	27 °C (300 K)^[7]
공기	17.4	18.6
수소	8.4	9.0
헬륨		20.0
아르곤		22.9
제논	21.2	23.2
이산화 탄소		15.0
메탄		11.2
에탄		9.5

물과 우유의 점성의 예. 점성이 더 높은 액체는 같은 속도로 부었을 경우 이렇게 튀는 현상을 보이지 않는다.

이 물질들은 비뉴턴 유체이다.

5. 1. 기체의 점성

대표적인 뉴턴 유체 및 일부 비뉴튼 유체의 유동적인 점성은 다음과 같다.^[6]

선택된 기체의 점성 (100 kPa), [μPa·s]
가스	0 °C (273 K)	27 °C (300 K)^[7]
공기	17.4	18.6
수소	8.4	9.0
헬륨		20.0
아르곤		22.9
제논	21.2	23.2
이산화 탄소		15.0
메탄		11.2
에탄		9.5

5. 2. 액체의 점성

대표적인 뉴턴 유체 및 일부 비뉴튼 유체의 유동적인 점성은 다음과 같다.^[6]

25 °C의 액체 점성
액체 ():	점성	점성
아세톤^[9]	3.06	0.306
벤젠^[9]	6.04	0.604
피 (37 °C)^[10]	(3–4)	3–4
피마자 기름^[9]	0.985	985
옥수수 시럽^[9]	1.3806	1380.6
에탄올^[9]	1.074	1.074
에틸렌 글라이콜	1.61	16.1
글리세롤^[11]	1.2 (20 °C)	1200
HFO-380	2.022	2022
수은^[9]	1.526	1.526
메탄올^[9]	5.44	0.544
모터 오일 SAE 10 (20 °C)	0.065	65
모터 오일 SAE 40 (20 °C)	0.319	319
나이트로벤젠^[9]	1.863	1.863
액체 질소 @ 77K	1.58	0.158
프로판올^[9]	1.945	1.945
올리브 기름	0.081	81
피치	2.3×10⁸	2.3×10¹¹
쿼크-붙임알 플라스마^[12]	5×10¹¹	5×10¹⁴
황산^[9]	2.42	24.2
물	8.94	0.894

다양한 성분의 유체 점성
유체	점성	점성
벌꿀	2–10	2,000–10,000
당밀	5–10	5,000–10,000
녹은 유리	10–1,000	10,000–1,000,000
초콜릿 시럽	10–25	10,000–25,000
녹은 초콜릿^*	45–130^[8]	45,000–130,000
케첩^*	50–100	50,000–100,000
땅콩 버터^*	c. 250	c. 250,000
쇼트닝^*	c. 250	250,000

선택된 기체의 점성 (100 kPa), [μPa·s]
가스	0 °C (273 K)	27 °C (300 K)^[7]
공기	17.4	18.6
수소	8.4	9.0
헬륨		20.0
아르곤		22.9
제논	21.2	23.2
이산화 탄소		15.0
메탄		11.2
에탄		9.5

이 물질들은 비뉴턴 유체이다.

5. 3. 비뉴턴 유체의 점성

비뉴턴 유체는 전단 응력이나 신장 응력에 대한 점성의 변화를 보이는 유체이다. 이러한 특성을 가진 대표적인 비뉴턴 유체의 예시는 다음과 같다.^[6]

다양한 성분의 유체 점성
유체	점성	점성
벌꿀	2–10	2,000–10,000
당밀	5–10	5,000–10,000
녹은 유리	10–1,000	10,000–1,000,000
초콜릿 시럽	10–25	10,000–25,000
녹은 초콜릿^[8]	45–130	45,000–130,000
케첩	50–100	50,000–100,000
땅콩 버터	c. 250	c. 250,000
쇼트닝	c. 250	250,000

6. 점성 유동

점성 유동은 점성을 가진 유체의 흐름을 말하며 작용력 가운데 유체의 점성력이 우세한 경우의 운동을 말한다.

참조

_[1] 웹사이트 한국물리학회 물리학 용어집 https://www.kps.or.k[...]
_[2] 웹사이트 대한화학회 화학술어집 https://new.kcsnet.o[...]
_[3] 웹사이트 대한의협 의학용어 사전 https://www.kmle.co.[...]
_[4] 서적 수문학 구미서관 2018
_[5] 서적 수리학 한티미디어 2010
_[6] 문서 SI 기준
_[7] 서적 "Handbook of Chemistry and Physics" CRC Press 2002
_[8] 웹인용 Chocolate Processing https://web.archive.[...] 2007-12-03
_[9] 서적 CRC Handbook of Chemistry and Physics 1992-1993
_[10] 웹인용 Viscosity. The Physics Hypertextbook. by Glenn Elert http://hypertextbook[...] Hypertextbook.com 2010-09-14
_[11] 웹사이트 viscosity table at hyperphysics.phy-astr.gsu.edu http://hyperphysics.[...]
_[12] 저널 Nearly perfect fluidity

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