선팽창 계수 측정, 막대의 영(young)률 측정

소개

물리학실험

목차

없음

본문내용

선팽창 계수 측정
1. 실험 목적
: 금속의 온도에 따른 선팽창률을 측정한다.
2. 실험 원리
: 고체의 길이나 체적은 일반적으로 온도t의 함수로써 온도의 상승과 더불어 증가하기 때문에 t의 멱급수로 표시할 수 있다. 즉,
(1)
여기서 는 0℃일 때의 길이이며, 는 그 물질의 종류에만 관계되는 상수로 매우 작은 값이다. 온도t의 2차항 이상은 전항에 비하여 무시해도 될 만큼의 작은 값이므로 우리가 측정하는 온도 범위 내에서는
(2)
로 해도 무방하다. 이 가 0℃와 t℃사이에서의 평균 선 팽창률로서 고체인 경우 정도의 값을 갖는다. 따라서 0℃ 및 t℃일 때의 길이 을 측정하게 되면 식 (2)로부터 를 얻을 수 있다.
그런데 일일이 0℃일 때의 길이를 재는 것은 곤란하기 때문에 임의의 두 온도 일 때의 길이를 라 하고, 을 측정하여 의 2차항 이상을 무시하면
(3)
에 의하여 가 구해진다.
3. 실험장치 및 기구
① 측정 베이스-다이알게이지 부착 (선팽창계수 측정 장치)
② 증기발생기
③ 비커
④ 실리콘 호스 (연결 호스)
⑤ 디지털 온도계
⑥ 온도센서
⑦ 측정 시료
4. 실험 방법
① 시료를 설치하는 방법
: 일단 고무마개 쪽으로 시료를 꼽은 후 끝 부분에서 시료를 돌리면서 밀면, 잘 들어가게 된다.
② 온도 센서 설치방법
: 온도센서를 시료 가열 통의 중앙에 설치된 고무마개를 꼽는다. 시료에 닿기 전까지 최대한 시료에 근접시켜 위치시킨다. 증기발생기와 연결은 시료 가열 통의 위 방향으로 나있는 설치 구에 연결하고 반대쪽의 아래로 나있는 배출구에는 실리콘호스를 연결하여 비커 등을 받쳐두어 물이 떨어질 수 있도록 설치한다.

참고자료

· 없음