2013년08월18일 28번

[수질오염방지기술]
폐유를 함유한 공장폐수가 있다. 이 폐수에는 A, B 두 종류의 기름이 있는데 A의 비중은 0.90이고, B의 비중은 0.94이다. A와 B의 부상 속도비(V_A/V_B)는? (단, stokes법칙 적용, 물의 비중은 1.0이고, 직경은 동일함)

① 1.12
② 1.25
③ 1.43
④ 1.67

(정답률: 68%)

문제 해설

Stokes 법칙에 따르면 부상 속도는 입자의 반지름(r), 액체의 점성도(η), 액체의 밀도(ρ)에 의해 결정된다. 두 종류의 기름은 동일한 직경을 가지므로 반지름은 같다고 가정할 수 있다. 따라서 부상 속도는 액체의 점성도와 밀도에 의해 결정된다.

A의 비중이 0.90이므로 밀도는 0.90이고, B의 비중이 0.94이므로 밀도는 0.94이다. 물의 밀도는 1.0이므로 A와 B의 밀도는 각각 0.90과 0.94배가 된다.

Stokes 법칙에 따르면 부상 속도는 V ∝ (r² × (ρ-1) × g) / η 이므로, A와 B의 부상 속도비는 (V_A / V_B) = ((ρ_A-1) / (ρ_B-1)) × (η_B / η_A) 이다.

따라서, (V_A / V_B) = ((0.90-1) / (0.94-1)) × (η_B / η_A) = 1.67 이다.

따라서 정답은 "1.67"이다.

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