결과)고체의 열팽창계수 측정 실험

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 배경이론
4. 실험방법
5. 실험 결과
6. 결과 및 토의

본문내용

1. 실험제목
고체의 열팽창 계수 측정

2. 실험목적
온도가 올라감에 따라 물체가 일정한 비율을 따라서 팽창하는 것을 확인하고, 여러가지 금속 막대의 온도에 따른 열팽창 계수들을 측정해 각 물질들이 고유한 값을 가지는 것을 이해한다.

3. 배경이론
열팽창 : 일정한 압력에서 물체의 온도가 증가하면 길이와 부피가 증가하는 현상이다.
선팽창 : 고체를 가열하여 온도가 1℃ 상승할 때 단위길이 당 늘어난 길이를 선팽창계수라 한다.
선팽창계수(α) : 물체의 온도변화에 따른 단위 길이팽창의 비율
부피팽창 : 온도가 1℃ 상승할 때 단위부피당 증가한 부피를 부피팽창계수라 한다. 부피팽창 계수(β) : 물체의 온도변화에 따른 부피팽창의 비율(선팽창 계수의 3배)

선팽창계수 : 온도가 증가함에 따라 늘어난 길이 ΔL은 처음길이 L과 온도의 변화 ΔT의 곱에 비례한다. ☞ ΔL∝LΔT
따라서 식을 선팽창계수인 α를 대입하여 정리하면
☞ ΔL=αLΔT
이 식을 선팽창계수 α에 관하여 정리를 한다면
∴ α=ΔL/(L × ΔT )[℃^(-1)] 을 유도가 가능하다.
α : 선팽창계수
ΔL : 온도 변화량
(처음온도-나중온도)
ΔL : 늘어난 길이
(처음길이-나중길이)

부피팽창계수 : 처음 부피 V= L^3이고 팽창 후 부피 V`= 〖( L+ ΔL)〗^3]이다.
ΔV=V`-V=( L+ ΔL)^3-L^3
=3L^2 ΔL ---[1]
(극히 미세값인 ΔL은 2차항 이상을 무시하였다.)
선팽창계수와 같이 ΔV=βVΔT ---[2] 이다.
식 [1]과 [2] 에서 ΔV=βVΔT=3L^2 ΔL
이고, V= L^3이므로, ΔL= 1/3 βLΔT 가 나온다. 여기서 1/3×β= α 라 놓으면 ΔL=αLΔT 이 나온다.
따라서 β = 3α = 3 × ΔL/(L × ΔT )[℃^(-1)] 가 나온다.

참고 자료

없음