[화공]고체의 열전도

소개글

학교에서 실험한결과를 토대로 작성한 레포트 입니다.

목차

1. 서론

2. 이론

3. 실험

4. 결과 및 고찰

5. 결론

6. 참고문헌

본문내용

금속막대의 한쪽 끝을 가열하면 가열되는 부분부터 순차적으로 뜨거워지는 경우, 온도가 다른 물체끼리의 접촉에 의해 열 이동이 일어나는 경우가 있다. 액체나 기체 내부의 열 이동은 주로 대류에 의한 것이지만, 고체 내부의 경우에는 주로 열전도에 의해서 열이 이동한다. 열전도에 의한 물체 내부의 열 전달속도는 물질 내부의 온도기울기(단위길이 당 온도차)에 비례하지만, 물질 종류에 따라 큰 차이가 있다. 예를 들면, 구리·철과 같은 전기양도체인 경우에는 열이 매우 빠르게 전달되지만, 황·플라스틱과 같은 절연체인 물질의 경우에는 느리게 전달된다. 또 액체·기체는 고체에 비해 열전도가 매우 느리고 그 일부에 가해진 열을 전체에 확산시키는 것이 어렵다. 그 이유는 각각 물질에 따라 열전도의 작용원리가 다르기 때문이다. 이것을 수치로 나타내는 것을 그 물질의 열전도도라고 하며, 두께 1㎝의 물질 층 양면에1℃의 온도차를 두었을 때, 그 층의 1㎠의 넓이를 1초 사이에 통과하는 열량을 사용한다.

일반적으로 그 값은 온도에 따라 다소 달라지는데, 물질 종류에 따라 거의 정해진 값을 가지는 물질상수로 보아도 좋다. 또 금속의 열전도도와 전기전도도 사이에는 비례관계가 있으며, 1853년 G.H.비데만과 R.프란츠는 동일 온도일 때 양쪽의 비는 금속 종류에 관계없이 일정한 값을 가진다는 사실을 발견하였다. 이것을 비데만-프란츠의 법칙이라고 한다.

【열전도의 메커니즘】 금속 내의 열전도는 자유전자가 열을 고온부에서 저온부로 운동에너지 형태로 운반하기 때문에 일어난다. 이 때문에 금속의 열전도도는 높고, 열전도도와 전기전도도 사이에 상관관계가 나타난다. 온도가 더욱 높아지면 열전도도가 어느 정도 낮아지는 것은 자유전자의 운동이 결정격자의 열 진동에 의해 방해를 받기 때문인 것으로 알려져 있다. 한편 같은 자유전자를 가지지 않는 유전체(절연체)의 경우, 열에 의해 그 일부에 발생한 원자 ·분자의 진동이 일종의 파동성을 가져서 그것이 표면에서 반사되어 정상파를 만들며, 정상파 전체의 에너지가 균일하게 내부에너지를 높이는 작용원리에 의해 열을 전달한다.

참고 자료

‘이동조작실험’, 이동일 외 공저, 전남대학교 출판부, 1992년, p. 55-58
`이동조작‘, 이동일 외 공저, 청문각, p. 167-170