23-3뉴턴 유체를 대상으로, 전단속도가 달라질 때 점도가 어떻게 변하… | 2023년 식품안전기사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

전단속도의 크기가 달라져도 점도는 변하지 않고 일정하다.

[해설]

뉴턴 유체는 뉴턴의 점성법칙을 따르는 유체로, 전단응력 $\tau$가 전단속도 $\dot{\gamma}$에 정비례한다.

$\tau = \mu \dot{\gamma}$

여기서 비례상수 $\mu$가 점도다. 전단응력을 전단속도로 나눈 값이 점도이므로

$\mu = \dfrac{\tau}{\dot{\gamma}}$

전단속도를 세로축, 전단응력을 가로축으로 그린 유동곡선이 원점을 지나는 직선이 되고, 그 기울기인 점도는 전단속도를 아무리 바꾸어도 일정한 값을 유지한다. 즉 온도와 압력이 같다면 점도는 그 유체의 고유한 물성값이다.

물, 묽은 설탕 용액, 식용유, 우유, 맑은 과즙, 알코올 용액 등이 뉴턴 유체에 해당한다.

이와 달리 비뉴턴 유체는 전단속도에 따라 겉보기 점도가 달라진다. 저어 줄수록 묽어지는 의가소성 유체(케첩·마요네즈·과일 퓌레), 오히려 되직해지는 팽창성 유체(고농도 전분 현탁액), 일정한 항복응력을 넘겨야 흐르기 시작하는 빙햄 소성 유체(토마토 페이스트 등)가 있다.