고체의 선팽창계수 측정-결과보고서

소개글

고체의 선팽창계수 측정 보고서입니다.

오차와 그에대한 분석해놓았습니다. 많은 참고문헌을 토대로 잘 분석해놓았습니다.

목차

1. 실험값 및 결과
1. 고체의 선팽창계수와 체팽창계수 사이의 관계식을 유도하라.
2. 온도 0℃에서 철도선로(철)가 놓여있다. 선로의 표준길이는 20m이다. 온도가 42℃까지 상승하더라도 선로사이에 압력이 없도록 하려면 선로사이의 유간은?
2. 결과 및 토의
1. 이론치와의 오차
2. 오차의 원인 & 오차를 극복하기 위한 방법
3. 참고 문헌

본문내용

1. 고체의 선팽창계수와 체팽창계수 사이의 관계식을 유도하라.
고체의 체팽창계수를 라고 할 때 체적증가량와 온도 상승량사이에는 다음과 같은 관계식이 성립하고,
(1)

선팽창계수를 α라고 할 때, 길이증가량 과 온도 상승량사이에는 다음과 같은 관계식이 성립한다.
(2)

(1)과 (2)에서
이고, 이므로

(3)

따라서, (2)번 식과 (3)번 식을 비교해보면 임을 알 수 있다.

2. 온도 0℃에서 철도선로(철)가 놓여있다. 선로의 표준길이는 20m이다. 온도가 42℃까지 상승하더라도 선로사이에 압력이 없도록 하려면 선로사이의 유간은?
선팽창계수를 α라고 할 때, 길이증가량 과 온도 상승량사이에는



이 성립하고, 온도 에서의 길이를 표준으로 하여로 취하면 에서는
온도 상승이 이므로 길이은



이다. 이제 이 식을 이용하여 42℃일 때 선로의 길이를 계산하면



따라서, 온도가 42℃까지 상승하더라도 선로 사이에 압력이 없도록 하려면, 20m 선로사이에 적어도 약 10.08mm 이상의 간격이 필요함을 알 수 있다.
⇒ 실제로 철도선로는 온도 변화에 따른 신축성을 고려하여 30 kg 레일(1m당)의 경우는 20m, 37kg, 50kg 레일은 25m의 표준길이를 정해 놓고 표준길이 마다 10mm 내외의 유간간격을 두어 설계되어 있다.

참고 자료

1. 참고 서적
* 대학 물리학, Alvin Hudson 외, 金仁湖 외 역, 深求堂, 1992
* 대학 물리학, 대학 물리학 교재 편찬 위원회, 북스힐, 1999
* 일반 물리학 2000, 일반 물리학 교재 편찬 위원회, 북스힐, 2000
* 일반 물리학, Douglas C. Giancoli, 물리 교재 편찬 위원회 역, 淸文閣, 1995
* 일반 물리학, 현재경 외, 형설 출판사, 1995
* 일반 물리학, D.HALLIDAY 외, 고려대학교/서강대학교 물리학과 공역, 汎韓書籍 주식회사, 1995

2. 인터넷 자료
* 일반 물리 실험
http://quanta.khu.ac.kr/expr/gphyexp/g1.html
* 열역학 제0법칙
http://my.dreamwiz.com/minjs94/물리교실/열역학/열법칙(0).htm
* 비철금속재료
http://plaza.snut.ac.kr/~mse/korea/professor/pro/hur/noniron.htm
* 각종 재료의 물성
http://www.dreamfrp.co.kr/frp2.html
* 주요 금속 및 비금속 재료의 일반 성질
http://www.powerindex.net/Machine/properity/properity.htm
* 금속의 물리적 성질
http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab/read.cgi?board=appendix&x_number=1010632870&nnew=2
* 단선계산기초
http://www.koreacable.co.kr/rpb.html