수리학

물의성질

물의 성질은 유체의 거동을 결정하는 물리량이며, 점성계수, 압축성, 표면장력, 증기압이 핵심이다. 뉴턴 유체에서 전단응력은 속도구배에 정비례하며, 그 비례상수가 점성계수 μ이다. 식으로 쓰면 τ = μ(du/dy)이다. 액체의 점성계수는 온도가 오르면 감소하고, 기체의 점성계수는 증가한다. 압축성은 압력 변화에 따라 체적이 변하는 성질이며, 물은 압축성이 매우 작아 일반적인 수리 해석에서 비압축성 유체로 가정한다. 표면장력은 액체 표면의 분자가 내부로 끌려 들어가 표면을 좁히려는 힘으로, 표면의 접선 방향으로 단위 길이당 작용한다. 온도가 상승하면 표면장력은 감소하고, 계면활성제를 넣으면 표면장력은 작아진다. 증기압은 액체가 증발하여 기체와 평형을 이룰 때의 압력이며, 온도가 높을수록 증가한다.