[화학공업실험]열전도도 및 열확산계수측정 실험예비보고서

소개글

화학공업실험 열전도도 및 열확산계수 측정실험 예비보고서 입니다~

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 실험이론
4. 참고문헌

본문내용

1. 실험 제목 : 열전도도 실험 • 열전달계수 측정 실험

2. 실험 목적 : 고체의 열전도도 측정 장치를 사용하여 정상상태의 열전달로부터 고체의 열전도도를 측정하고 열전도도 현상에 대한 기초이론과 측정법을 익히며, 열전도도와 열전달 현상을 이해하고자 한다.

3. 실험 이론

#.1 열전달 MECHANISM
- 열전달(heat transfer)은 한 지점에서 다른 곳으로 열에너지가 이동하는 것이다. 열전달이 일어나기 위해서는 두 지점 사이에 온도차가 있어야만 한다. 열은 항상 따뜻한 곳에서 차가운 곳으로 이동된다. 열의 흐름은 공기나 물과 같은 유체흐름의 경우와 같이 물질의 흐름은 아니다. 오히려 전자기파나 원자 또는 분자운동에 의해 한 지점에서 다른 곳으로 내부 에너지가 교환되는 것이다. 예를 들면 두 물체가 접촉되어 있을 때, 뜨거운 물체는 열에너지를 잃고 찬 물체는 열에너지를 얻는다. 열역학 제 1법칙에서 “뜨거운 물체에서 버려진 에너지는 찬 물체가 얻은 에너지와 똑같아야 한다.” 열역학 제2법칙은 “ 자연적인 열 이동의 방향은 뜨거운 물체에서 차가운 물체로여야 한다”. 이것을 다른 말로 하면 열은 온도가 감소하는 방향으로 이동한다는 것이다.
- 에너지 전달에는 3가지 형태가 있다. 즉 전도, 대류 및 복사가 있는데, 모든 열전달 과정은 이러한 세 가지 형태 중 한 가지 이상의 과정으로서 일어난다.
(1) 전도
서로 다른 온도의 두 물질이 열적으로 접촉 하면 물질의 이동을 수반하지 않고, 고온의 물질로부터 저온의 물질로 열이 전달되는 현상을 말한다. Fourier 법칙에 따르면 열속(heat flux)은 온도구배와 그 단면적에 비례한다.
전도(conduction)에 의한 에너지전달은 두가지방법에 의해 이루어진다. 첫째는 분자들 간의 작용인데, 보다 높은 에너지(온도)를 가지고 있는 분자는 주위의 낮은 에너지를 가지고 있는 분자들에게 에너지를 나누어 주기 위해 활동이 심해진다. 이러한 형태의 전달은 온도구배가 있는 계나 고체, 액체 또는 기체의 분자들 간에 거의 대부분 존재한다. 둘째는 “자유전자”(free electron)에 의해 일어난다. 자유전자 메커니즘은 순수한 금속고체에서 가장 현저하게 나타난다. 즉, 자유전자의 농도는 합금 정도에 따라 상당히 변하며 비금속고체에서는 매우 낮아진다. 열을 전도하는 고체의 전도도는 자유전자의 농도에 따라 직접적으로 변하는데, 경험적으로도 알 수 있듯이 순수한 금속이 가장 좋은 열전도체가 된다.

참고 자료

- 열전달과 응용, KIRK D. HAGEN 원저, 박동화 외6名 공역, 동명사
- 단위조작, Warren L. McCabe, Julian C. Smith, Peter Harriott, McGraw-Hill
- 화학공학 실험 (Experiments in Chemical Engineering), 성기천, 이진휘, 김기준, 사이텍미디어