地特四等申論題
114年
[化學工程] 化工機械概要
第 一 題
📖 題組：
請回答下列問題：（每小題 10 分，共 20 分）
請回答下列問題：（每小題 10 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請詳述牛頓黏度定律為何？
思路引導 VIP
本題為純粹的定義與原理解釋。回答時應先寫出文字定義：描述剪應力與速度梯度（剪切速率）成正比的關係。接著必須列出數學公式 (τ = μ(du/dy))，並詳細說明公式中每一個物理量（符號）代表的意義與單位。最後可以補充說明符合此定律的流體稱為牛頓流體。
小題 (二)
一流體流入兩平行的平板中，當上板固定不動，下板施力使其以每秒 5 公分的速度移動，若兩板距離為 15 公分，試求其速度梯度。
思路引導 VIP
這是牛頓黏度定律最基礎的應用計算題（Couette flow）。首先要回想速度梯度的定義：du/dy。在平行板且穩定層流的前提下，可以假設流體的速度分佈為線性。接著找出速度差 (Δv) 與距離差 (Δy)，相除即可得到答案。注意計算完必須加上單位。