점도의 성질에 대해서

점도의 성질에 대해서

점성은 물질에 따라 성질이 다양하다.

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주는 힘이 변해도 점도가 변하지 않는 것을 '뉴턴 유체'라고 하고, 주는 힘에 따라 점도가 달라지는 것을 '비뉴턴 유체'라고 합니다.

크게 나누면, 순물질은 대체로 뉴턴 유체라고 할 수 있습니다.

한편, 2종류 이상 물질의 혼합물은 대부분이 비 뉴턴 유체가 됩니다.

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뉴턴 유체 주는 힘에 의해 점도가 변하지 않는 것 - 물, 꿀, 식용유, 물엿, 설탕 수용액, 식염수 용액, 알코올 등.

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비뉴턴 유체 주는 힘에 따라 점도가 변하는 것 - 버터, 케첩, 마요네즈, 요구르트 등.

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비뉴턴 유체는 크게 세 가지로 분류된다

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빙엄 유체, 의소성 유체, 다이러턴트 유체로 크게 분류됩니다.

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① 빙엄유체(소성유체)

항복값을 가지면서 흘러나오면 뉴턴 유체와 같이 일정한 점도가 되는 유체

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버터는 나이프로 힘을 가하면 토스트에 바를 수 있지만, 어느 정도의 힘을 가하지 않으면 움직일 수 없습니다.

이 버터를 유동시키기 위해 필요한 힘을 항복 응력이라고 하며, 그 값을 항복 값이라고 합니다.

항복 값을 가지면서 흘러나오면 뉴턴 유체처럼 일정한 점도가 되는 거동을 나타내는 것을 '빙엄 유체(소성 유체)'라고 합니다.

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② 의소성 유체

힘을 가함으로써 점도가 떨어지는 유체

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힘을 가함으로써 점도가 떨어지는 것을 '의소성 유체'라고 합니다.

힘을 가할 때까지는 높은 점도를 보이기 때문에 언뜻 빙엄 유체 같지만 항복 값은 없습니다.

가까운 예로는 마요네즈나 케첩 등 튜브 용기에 들어간 식품의 대부분이 의소성 유체에 해당합니다.

또한 의소성 유체와 유사한 거동을 나타내는 유체로 칙소성※1이라는 것도 있습니다.

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③ 다이러턴트 유체

힘을 가함으로써 점도가 올라가는 유체

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다이러턴트 유체는 의소성 유체와 반대로 힘을 가함으로써 점도가 올라가는 유체입니다.

대표적으로 녹말과 물을 1:1로 섞은 것이 다이러턴트 유체에 해당합니다.

살짝 흘리면 물처럼 흐르지만 빠르게 막대로 저으면 꽉 조여져서 흐르기 어렵습니다.

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④ 틱소트로피

주는 힘뿐만 아니라, 시간 경과에 따라 점도가 변화하는 유체

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칙소트로피를 나타내는 유체는 힘을 가함으로써 점도가 떨어지게 되는 것입니다.

이 점에서는 칙소성 유체와 의소성 유체가 비슷한 것 같지만, 의소성 유체와의 차이는 가해지는 힘뿐만 아니라 시간이 경과함에 따라 점도가 변화하는 점에 있습니다.

칙소트로피는 일정한 힘을 가함으로써 점도가 떨어지지만, 떨어진 점도가 있는 일정 시간 방치하면 원래대로 돌아오는 성질이 있습니다.

예를 들어 페인트는 휘저음으로써 점도가 떨어지고, 바름이나 롤러로 벽에 쉽게 도포할 수 있습니다.

도포 전에 섞는 것은 색 얼룩을 없애기 위해서 뿐만 아니라 칙소성을 끌어내어 작업성을 향상시키기 위해서이기도 한 것입니다.

도포 직후의 페인트에는 더 이상 힘이 가해지지 않기 때문에 점도가 올라 늘어지지 않고 건조합니다.

"칠하기 쉽고 잘 지워지지 않는" 이상적인 페인트는 칙소트로피의 성질을 잘 이용하고 있습니다.

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