고체의 열 팽창계수 세미나자료

소개글

고체의 열 팽창계수에 관한 ppt(10개) 자료입니다.

목차

1. 실험의 목적

2. 이론

3. 실험방법

본문내용

1. 실험의 목적
온도가 올라가면 물질은 일정한 비율로 팽창함을 확인하여 여러 가지 금속막대의 온도에 따른 선팽창계수를 측정해보고 물질에 따라 그 값이 다른 고유한 특성을 가짐을 이해한다.
(팽창계수 : 열팽창에 의한 물체의 팽창비율은 보통 일정한 압력하에서 온도가 1℃ 올라갈 때마다의 부피 증가율로 표시한다. 이것을 그 물체의 체적팽창계수 또는 팽창계수·팽창률이라 한다. )
2. 이론
모든 물질들은 상의 변화가 일어나지 않는 온도 범위 내에서 열이 가해지면 어느 정도 팽창한다. 열이 가해지면 물질 내 원자 진동의 평균진폭을 증가시키는데 이는 원자들 사이의 평균 간격을 증가시킨다.
한 변의 길이가 이고 체적 이 인 입방체를 생각하자. 온도를 만큼 상승시키면 한 변이 만큼 팽창하여 체적 증가량 는 다음과 같다

여기서 은 극히 미소한 양이므로 2차항 이상을 무시하면,
이다.
한편 체적팽창계수를 라고 할 때, 체적증가량 와 온도상승량 사이에는 의 관계식이 성립한다. 두식을 연립하면, 이고 ( ), 를 대입하면, 이 이 성립한다. 온도 에서의 길이를 표준으로 하여 로 취하면 에서는 이므로 길이 ----① 이므로 이로부터 선팽창계수 는 로 로 표현된다.
그러나 일일이 에서의 길이를 측정할 수 없으므로 에서와 에서의 길이 과 를 측정하여 ----①로부터 를 얻고 이로부터 을 얻는다. 따라서 선팽창계수 를 구해낼수있다.
3. 실험방법
1) 상온에서 각 시료의 길이를 베이스 위에 설치된 측정용 자를 이용하여 여러 번 측정하고 평균값을 기록한다.
2) [그림 1]과 같이 선팽창계수 측정 장치를 설치한다. 증기발생기 내에 물을 2/3 정도 붓고 온도조절기와 연결한 다음 전원(220V 전용!)을 연결한다. 온도 조절기용 연결코드는 4핀으로 핀 사이의 홈을 기준으로 맞추어 꼽으면 된다.
3) 시료막대를 [그림 2]와 같이 시료 가열통의 고무마개 쪽으로 꼽은 후 끝 부분에서 돌리면서 밀면 잘 들어간다. 디지탈 온도계용 센서 막대를 시료 가열 통의 가운데에 설치된 고무마개에 꼽은 후 시료에 닿기 전까지 밀착시킨다. 4) 고무관을 증기발생기와 시료 가열통의 한쪽에 위 방향으로 나있는 관에 연결하고 반대쪽의 아래로 나있는 배출구에도 고무관을 연결하고 물이 배출될 수 있도록 물받이 통 등을 받쳐둔다. 5) 시료막대는 한쪽 나사식 지지대와 다이알게이지 접촉부분에 잘 밀착시키고 다이알게이지의 초기위치를 0으로 조정한다. (다이얼 게이지의 총 이동 폭은 이며, 다이얼 게이지의 외곽 테두리는 돌릴 수 있도록 되어 있어 측정 초기온도 때의 수치 눈금을 "0"으로 돌린 후 측정하면 편리하다.)

참고 자료

없음