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1[화학분석기능사 필기] 03년 1회차

오스트발트 점도계를 사용하여 아래의 값을 얻었다. 이 액체의 점도는 얼마인가?

  • 액체의 밀도 : 0.97g/cm3
  • 물의 밀도 : 1.00g/cm3
  • 액체가 흘러내리는데 걸린 시간 : 18.6초
  • 물이 흘러내리는데 걸린 시간 : 20초
  • 물의 점도 : 1cp
1
0.9021cp
2
1.0430cp
3
0.9021p
4
1.0430p
해설

오스트발트 점도계는 같은 부피의 액체가 모세관을 통과하는 시간을 비교하므로, 점도는 밀도와 유하시간의 곱에 비례한다. 주어진 값을 넣으면 이 액체의 점도는 0.9021cp가 된다.

기준액(물)과 시료의 비교식은 ηηw=ρ tρw tw\dfrac{\eta}{\eta_w}=\dfrac{\rho\,t}{\rho_w\,t_w} 이다.
대입하면 η=1 cp×0.97×18.61.00×20\eta = 1\,\mathrm{cp}\times\dfrac{0.97\times 18.6}{1.00\times 20} 이고,
계산하면 η=18.04220=0.9021 cp\eta = \dfrac{18.042}{20} = 0.9021\,\mathrm{cp} 이다.

단위 함정에 주의해야 한다. 기준으로 준 물의 점도가 1cp(센티푸아즈) 이므로 답도 cp 단위로 나오며, 1 P=100 cp1\,\mathrm{P}=100\,\mathrm{cp} 이라 같은 수치에 p(푸아즈)를 붙이면 실제보다 100배 큰 값이 된다.

또 1.0430 이라는 수치는 액체와 물의 유하시간을 서로 바꿔 대입했을 때 나오는 값으로, 0.97×201.00×18.6=1.0430\dfrac{0.97\times 20}{1.00\times 18.6}=1.0430 이다. 밀도와 시간은 반드시 같은 액체끼리 짝지어 곱해야 하며, 물보다 밀도가 작고 더 빨리 흘러내린 액체이므로 점도는 물의 1cp보다 작게 나오는 것이 맞다.

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