일반물리실험I 고체 선팽창 측정 실험 보고서 (대학 1학년 수준)

소개글

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목차

1. 실험목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 기구 및 개형
4. 실험방법
5. 측정값 및 계산
6. 오차에 대하여
7. 실생활 적용 예
8. 열팽창의 원인
9. 브레이크
10. 피드백

본문내용

[실험목적]
선팽창 측정 장치를 이용하여 금속 막대의 선팽창 계수를 측정한다.

[실험 이론 및 원리]
선팽창은 온도 변화에 따라 물체의 길이가 늘어나는 현상이다. 선팽창계수는 물체의 길이가 늘어나는 정도를 나타내주는 계수이다. 주로 1 m 길이의 금속막대가 절대온도 1도의 온도가 올라감에 따라 늘어나는 길이로 표현되고, 단위는 K^(-1)이다.

대부분의 금속막대는 온도가 올라가면 그 길이가 늘어난다. 금속 막대의 길이가 늘어나는 정도는 금속마다 다른 물질 고유의 성질이다. 하지만 같은 물질의 막대라 하더라도, 길이가 길면, 온도가 변화가 같더라도 늘어나는 길이가 달라진다.

즉, 늘어나는 길이는 원래 길이에 비례한다. 수식적으로 표현하기 위해, 길이가 L인 막대 형태의 금속 고체를 생각해 보자. 온도가 ΔT만큼 증가했을 때, 금속 막대의 길이가 ΔL만큼 늘어났다 하자. 이 때 ΔL은 L에 비례하고, ΔT에도 비례하는 것으로 근사가능하다. 수식으로 표현하면 ΔL∝LΔT이고, 이 비례식은 비례상수 a를 써서, ΔL/L=aΔT로 나타낼 수 있다. 이 a가 열팽창계수이고, 위의 식을 정리하면, 열팽창계수는 이다.

참고 자료

네이버 지식 백과, 국민대학교 일반물리실험 교과서
사진출처: 네이버, 구글