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20-1다음 유체에 관한 설명 가운데 옳지 않은 것을 골라 번호를 쓰고… | 2020년 식품안전기사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

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다음 유체에 관한 설명 가운데 옳지 않은 것을 골라 번호를 쓰고, 그 이유를 서술하시오.

① 물, 청량음료, 식용유는 뉴턴유체에 속한다.

② 케첩과 마요네즈는 빙햄(Bingham)유체에 해당한다.

③ 요변성유체는 전단속도가 커질수록 겉보기 점도가 낮아지는 유체이다.

④ 고농도 전분 현탁액은 딜레이턴트(dilatant)유체이다.

⑤ 물·알코올·주스와 같은 뉴턴유체는 전단응력과 전단속도가 반비례한다.

해설

뉴턴유체는 전단응력과 전단속도가 정비례하며, 그 비례상수가 점도이다.


[해설]

뉴턴유체는 전단응력 τ\tau 가 전단속도 γ˙\dot{\gamma} 에 정비례하는 유체이다.

τ=μγ˙\tau = \mu\,\dot{\gamma}

따라서 유동곡선은 원점을 지나는 직선이 되고, 전단속도가 아무리 변해도 점도 μ\mu 는 일정하다. 물·알코올·주스·식용유·설탕시럽처럼 저분자이고 묽은 단일상 유체가 여기에 든다. 보기 ⑤가 이를 '반비례'라 적었으므로 틀렸다.

나머지 보기에 나오는 비뉴턴유체는 다음과 같이 갈린다.

① 의사가소성(전단담화)유체 — 전단속도가 커지면 겉보기 점도가 떨어진다. 과일 퓨레, 농축 주스.

② 딜레이턴트(전단농후)유체 — 반대로 전단속도가 커질수록 점도가 오른다. 고농도 전분 현탁액이 대표적이다.

③ 빙햄소성유체 — 일정한 항복응력을 넘어서야 비로소 흐르기 시작한다. 케첩·마요네즈·마가린이 여기에 든다.

④ 요변성(thixotropic)유체 — 전단을 계속 받는 동안 시간이 지날수록 점도가 낮아지고, 두면 다시 회복된다. 보기 ③은 이를 넓게 서술한 것으로 정오 판정 대상은 아니다.

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