열전도도 결과보고서

목차

1. 실험목적
2. 결과 및 분석
3. 토의
4. 결론
5. 참고 문헌
6. 실험 Data 처리

본문내용

1. 실험목적
- 열전도도 측정 장치를 이용, 세 가지 방법을 통해 q 계산한 뒤 금속의 열전도도 계산함.
- 계산한 열전도도 값을 통해 금속편의 실험값과 이론값의 상대오차를 계산함.
- 열전달 현상, Fourier's law, 열전도도, 접촉 열 저항의 개념을 이해함.

<중 략>

열원으로부터 멀어질수록 온도가 낮아지는 경향성 확인
-> 고온에서 저온으로 열이 전도되는 현상
금속 시편이 들어간 구간 사이의 온도 차이가 큰 것을 확인
-> 주변 금속관과 같은 재질의 구리임에도 온도차이가 발생하는 것으로 보아 접촉 열저항이 발생함을 알 수 있음
열전도계수 절댓값으로 비교했을 때 퓨리에 전도 법칙 이용(황동>알루미늄>스테인리스>구리), 냉각수 유량(황동>알루미늄>스테인리스>구리), 전력 이용(황동> 스테인리스>알루미늄>구리) 순으로 열전도 계수가 높게 측정됨.
-> 이론적으로 구리>알루미늄>황동> 스테인리스 경향성임을 참고했을 때 실험값의 경향성이 맞지 않음을 확인할 수 있음.
오차가 매우 큼
-> 계산 과정을 위한 여러 초기 가정사항들로 인한 오차가 발생하였음을 예상할 수 있음.
3. 토의
이번 실험은 열전도도 측정장치를 통해서 전력, 냉각수 온도변화, Fourier 법칙을 통해서 각각 고체의 열전도도를 계산해보고 차이를 살펴봄. 또한 이렇게 구한 실험값과 이론값을 비교해서 얼마나 정확한지에 대해 계산함. 먼저 열원으로부터 멀어질수록 온도가 낮아지는 현상은 열역학 제2 법칙에 따라 에너지 전달의 방향에 의해 고온에서 열이 전도된다는 사실을 알 수 있음. 그러나 실험 결과를 보면 금속의 k 값이 음수가 나왔음을 확인할 수 있음. 상대오차가 100% 이상의 값이 나온 점에서 여러 측면에서 적지않은 오차가 발생했을 것으로 생각했고 그 이유는 다음과 같음
1. 정상상태에 대한 정확도 확인 어려움 : 실험을 진행하는 과정에서 정상상태에 도달한 것을 확인하고 데이터를 기록한 후 계산을 진행해야 함. 그러나 정상상태는 실험자의 임의적인 판단이 필요함. 우리 조의 경우 4분 동안 온도변화가 2도 이상 발생하지 않았다

참고 자료

Robert H. Perry 외, Perry's chemical engineers' handbook 7th ed., McGraw-Hill(1997), TABLE 2-374,2-28