108年:藥學三(第2次)

當假塑性流體( pseudoplastic liquid )以受力之切變速率( Y軸)對切應力( X軸)作圖,若切應力大小為甲>乙>丙,則同一稠度曲線之斜率的大小關係 為何?

A甲>乙>丙
B乙>丙>甲
C丙>甲>乙
D丙>乙>甲

詳細解析

本題觀念:

假塑性流體(pseudoplastic fluid,又稱剪切稀化流體 shear-thinning fluid)的核心特性是:隨切應力(shear stress)增大,表觀黏度(apparent viscosity)下降,即流動性增加。本題的作圖方式特殊——以切變速率(shear rate, γ˙\dot{\gamma})為 Y 軸,切應力(shear stress, τ\tau)為 X 軸,因此斜率定義為 Δγ˙Δτ\frac{\Delta \dot{\gamma}}{\Delta \tau},即流動性(fluidity)= 1ηapp\frac{1}{\eta_{app}}

選項分析

以下先釐清座標系統:

座標設定:Y 軸 = 切變速率(γ˙\dot{\gamma}),X 軸 = 切應力(τ\tau

斜率意義:稠度曲線(flow/viscosity curve)上某點的斜率 =dγ˙dτ=1ηapp= \frac{d\dot{\gamma}}{d\tau} = \frac{1}{\eta_{app}}(表觀黏度的倒數,即流動性)

假塑性流體特性:切應力↑ → 表觀黏度↓ → 1ηapp\frac{1}{\eta_{app}}↑ → 斜率↑

因此,切應力越大的位置,曲線斜率越大。

題目條件:切應力 甲 > 乙 > 丙

→ 斜率(在甲處)> 斜率

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