소개글
"금속막대 선팽창계수"에 대한 내용입니다.
목차
1. 선팽창 계수의 정의와 측정
1.1. 선팽창 계수의 개념
1.2. 선팽창 계수의 측정 원리
1.3. 고체 재료의 선팽창 계수 측정
2. 실험 목적 및 방법
2.1. 실험 목적
2.2. 실험 기구 및 재료
2.3. 실험 절차
3. 실험 결과
3.1. 금속 막대의 선팽창 계수 측정 결과
3.2. 결과 분석 및 고찰
4. 오차 분석
4.1. 오차 발생 요인
4.2. 오차 계산 및 평가
5. 결론
5.1. 실험 결과 요약
5.2. 실험을 통해 얻은 교훈
6. 참고 문헌
본문내용
1. 선팽창 계수의 정의와 측정
1.1. 선팽창 계수의 개념
일반적으로 고체 막대의 길이는 온도에 따라 늘어난다. 적당한 온도 범위 내에서 온도에 따른 길이 변화량 Δl은 온도의 변화 ΔT에 비례하며 원래의 막대길이 l에도 비례한다. 따라서 Δl은 비례상수 α를 도입하여 Δl = α l ΔT로 표현할 수 있다. 이와 같이 정의된 비례상수 α를 그 물질의 선팽창계수라 한다. 선팽창계수 α는 온도 의존성이 아주 작지만, 유한한 온도 구간에서의 평균 선팽창계수인 α를 사용하기도 한다. 대부분의 금속은 대략 10-5/K 정도의 α값을 갖는다. 액체와 기체의 경우 선팽창계수 대신 부피 팽창계수 β가 많이 사용되며, β = ΔV/(VΔT)와 같이 정의된다. 고체의 경우 그 물질의 선팽창계수가 α라면 β ≈ 3α가 되며 온도 의존성이 아주 작다.
1.2. 선팽창 계수의 측정 원리
선팽창 계수의 측정 원리는 다음과 같다. 일반적으로 고체 막대의 길이는 온도에 따라 늘어난다. 적당한 온도 범위 내에서 온도에 따른 길이 변화량 Δl은 온도의 변화 ΔT에 비례하며 원래의 막대길이 l에도 비례하므로 Δl은 비례상수 α를 도입하여 Δl = αlΔT로 나타낼 수 있다. 이와 같이 정의된 비례상수 α를 그 물질의 선팽창계수라 한다. 선팽창계수 α는 온도 의존성이 아주 작지만 유한한 온도 구간에서의 평균 선팽창계수인 αavg를 사용하기도 한다. 대부분의 금속은 대략 ~10-5/K 정도의 α값을 갖는다. 액체와 기체의 경우에는 선팽창계수 대신에 부피 팽창계수 β가 많이 사용되며, 이는 β = ΔV/(VΔT)와 같이 정의된다. 고체의 경우 선팽창계수 α라면 부피 팽창계수 β는 약 3α가 된다.
1.3. 고체 재료의 선팽창 계수 측정
고체 재료의 선팽창 계수 측정이란 선팽창 측정 장치를 이용하여 금속 막대의 선팽창 계수를 측정하는 것이다. 일반적으로 고체 막대의 길이는 온도에 따라 늘어나는데, 적당한 온도 범위 내에서 온도 변화량 △T에 따른 길이 변화량 △l은 원래 막대 길이 l에 비례한다. 이와 같이 정의된 비례상수 α를 해당 물질의 선팽창 계수라고 한다.
선팽창 계수 α는 온도 의존성이 크지 않지만 유한한 온도 구간에서의 평균값을 사용하기도 한다. 대부분의 금속은 약 10-5/K 정도의 선팽창 계수 값을 가지며, 액체와 기체의 경우 선팽창 계수 대신 부피 팽창 계수 β가 주로 사용된다. 고체의 경우 선팽창 계수 α와 부피 팽창 계수 β의 관계는 β ≈ 3α로 알려져...
참고 자료
일반물리학 실험, 성균관대학교 물리학과 물리실험위원회, 2013
일반화학 실험 – 박영동
김경현 외 15인, 대학물리학, 제 12장
네이버 지식백과 – 물리학백과 (선팽창계수)
일반물리실험 – 국민대학교 출판부
[네이버 지식백과] 선팽창계수 [coefficient of linear expansion] (두산백과)
