고체의 열전도도

목차

1. 실험목적
2. 원리
3. 실험방법
4. 실험장치
5. 결과
6. 고찰

본문내용

1. 실험 목적

고체가 전자기파에 대해 반투명하지 않다면 대류가 없고 복사효과도 무시되기 때문에 균일한 등방성 고체 내에서 전도에 의한 열 흐름은 쉽게 이해된다. 열전도도 실험 장치를 사용하여 고체의 열전도도 측정법을 익히고 열전달계수를 계산함에 있어 푸리에의 법칙을 이해하고 사용하는데 이번 열전도도 실험의 목적이 있다. 따라서 어떠한 열원으로부터 열을 받아서 정상상태의 열 이동으로부터 열전도도를 구하고 전도에 의한 열전달 현상을 이해하도록 한다.

2. 원리

□ 실험관련 이론
전도에 의한 열흐름의 기본관계는 등온표면을 통과하는 열흐름 속도와 그 표면에서의 온도구배간의 비례이다. 한 물체내 어느 위치에서 그리고 어느 시간에 적용될 수 있도록 일반화된 것을 Fourier 법칙이라 한다. 이것은 다음과 같이 쓸 수 있다.
열전도에 관한 Fourier의 식은 =-λA ─ (1)
여기서, A = 등온 표면적, L = 표면에 직각으로 측정된 거리, q = 표면에 직각방향으로 그 표면을 통과하는 열흐름 속도, T = 온도, k = 비례상수(열전도도)

미소시간 dθ 사이에 열 이동의 속도 dQ/dθ는 열 흐름의 방향에 직각으로 측정한 단면적 A
와 흐름방향의 온도구배 dt/dL 및 열전달 계수 λ간의 적과 같다.
단, dQ는 dθ의 시간 내에 이동한 열량을 표시하고 dt는 dL의 거리를 진행하는 사이에 일어나는 온도차이며, 온도구배는 부(-)가 되므로 Fourier식은 우변의 부호가(-)가 된다.
단위는 공업단위로써 Q(Kcal), L(m), t(℃), A(), θ(Hr)이므로 λ의 차원은 (Kcal/m hr℃)가 된다.
일반적으로 t℃에서의 열전달계수를 λ라 하고 0℃에 있어서의 열전달 계수를 이라 하면 대다수의 물질은 근사적으로 다음과 같다.

참고 자료

없음