점성도
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.
점성도
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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.
:
뉴턴의 점성법칙에서는 점성계수 μ를 사용한다.
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.
| 액체 (): | 점성 | 점성 |
|---|---|---|
| 아세톤 | 0.000306 | 0.306 |
| 벤젠 | 0.000604 | 0.604 |
| 피 (37 °C) | 0.003–0.004 | 3–4 |
| 피마자 기름 | 0.985 | 985 |
| 옥수수 시럽 | 1.3806 | 1380.6 |
| 에탄올 | 0.001074 | 1.074 |
| 에틸렌 글라이콜 | 0.0161 | 16.1 |
| 글리세롤 | 1.2 (20 °C) | 1200 |
| HFO-380 | 2.022 | 2022 |
| 수은 | 0.001526 | 1.526 |
| 메탄올 | 0.000544 | 0.544 |
| 모터 오일 SAE 10 (20 °C) | 0.065 | 65 |
| 모터 오일 SAE 40 (20 °C) | 0.319 | 319 |
| 나이트로벤젠 | 0.001863 | 1.863 |
| 액체 질소 @ 77K | 0.000158 | 0.158 |
| 프로판올 | 0.001945 | 1.945 |
| 올리브 기름 | 0.081 | 81 |
| 피치 | 230,000,000 | 2.3×10¹¹ |
| 쿼크-붙임알 플라스마 | 500,000,000,000 | 5×10¹⁴ |
| 황산 | 0.0242 | 24.2 |
| 물 | 0.000894 | 0.894 |
* 이 물질들은 비뉴턴 유체이다.
5.1. 기체의 점성
5.2. 액체의 점성
대표적인 뉴턴 유체 및 일부 비뉴튼 유체의 유동적인 점성은 다음과 같다.
| 액체 (): | 점성 | 점성 |
|---|---|---|
| 아세톤 | 3.06 | 0.306 |
| 벤젠 | 6.04 | 0.604 |
| 피 (37 °C) | (3–4) | 3–4 |
| 피마자 기름 | 0.985 | 985 |
| 옥수수 시럽 | 1.3806 | 1380.6 |
| 에탄올 | 1.074 | 1.074 |
| 에틸렌 글라이콜 | 1.61 | 16.1 |
| 글리세롤 | 1.2 (20 °C) | 1200 |
| HFO-380 | 2.022 | 2022 |
| 수은 | 1.526 | 1.526 |
| 메탄올 | 5.44 | 0.544 |
| 모터 오일 SAE 10 (20 °C) | 0.065 | 65 |
| 모터 오일 SAE 40 (20 °C) | 0.319 | 319 |
| 나이트로벤젠 | 1.863 | 1.863 |
| 액체 질소 @ 77K | 1.58 | 0.158 |
| 프로판올 | 1.945 | 1.945 |
| 올리브 기름 | 0.081 | 81 |
| 피치 | 2.3×10⁸ | 2.3×10¹¹ |
| 쿼크-붙임알 플라스마 | 5×10¹¹ | 5×10¹⁴ |
| 황산 | 2.42 | 24.2 |
| 물 | 8.94 | 0.894 |
* 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.