[자연과학][실험보고서] 로테이션 레오미터 실험결과

1. 실험목적

- 레오미터 실험 장비의 사용방법을 배우고, Newtonian과 non Netonian의 차이를 알아보는 것이 이 실험의 목적이다.

2.1 Rheology (유변학)

유변학(Rheology, 流變學)은 물질의 흐름과 변형에 관한 학문으로 제품의 생산과정에서 각종 원료 물질이 외부의 힘(Force)에 의해 어떻게 변형하면서 흐르는지(流動)를 다루는 학문이다. 유변학은 화공, 기계, 섬유, 재료, 항공, 고분자 등 공학 뿐만 아니라 물리,수학, 화학 등 순수과학과 의학, 식품 등 여러 분야와 관련된 대표적인 범학제적 학문이다.
1922년 미국의 인디아나주 라파예트 대학의 Bingham 교수 의해서 제안된것으로, 그리스어로 흐른다는 뜻의 ‘리오(rheo)’에서 유래되었다. 기름, 점토, 수지, 고무, 유리, 아스팔트, 셀룰로오스, 녹말 등 화학적으로 복잡한 구조를 가지며 역학적으로는 고체와 액체의 중간성질을 나타내는 천연물질이나 합성물질에 대하여 그 점성, 가소성 식소트로피(thixotropy:물체가 외력에 의하여 연화와 경화를 반복하는 성질), 탄성, 점탄성, 접착, 마찰 등의 각종 성질을 다룬다. 이러한 성질은 물질의 구조나 그 분자 또는 원자간의 힘과 밀접한 관계를 가지고 있다. 따라서 역학이나 물성론, 나아가서는 생물학, 콜로이드화학, 고분자학 등에 관련이 깊으며, 그들의 경계영역의 학문이라고 할 수 있다.
물체에 힘을 가할 때 나타나는 특성
-이상고체(ideal solid)
Hook의 법칙으로 나타낼 수 있는 완성 탄성체
가한 힘을 제거하면 원래 형태로 완전히 복원됨
(인장변형의 경우: l;늘어난 길이, l0;처음길이)
-이상액체(ideal liquid)
Newton의 법칙으로 나타낼 수 있는 완성 점성체
가한 힘이 흐르는 데 모두 사용되어 전혀 복원되지 않음
: visc…

(1) 고분자 재료(플라스틱, 섬유, 고무, 접착제, 도료 등)의 가공 : Polymer rheology

(2) 음식물(예:국수) 제조와 가공 : Food rheology

(3) 혈액의 흐름 : Blood rheology

(4) 콘크리트 혼합물의 이송 : Concrete rheology

(5) 기타 : 윤활유, 각종 유체 이송, 화장품 등

3. Normal stresses in shear, T11 - T22 ` 0

4. Extensional thickening viscosity,