아주대학교 기계공학기초실험 (온도 측정)

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 장치 및 방법
4. 실험 결과
5. 실험 고찰
6. 결론
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
• 열전대를 이용하여 온도 측정의 원리를 이해하고, 여러 물체에 대한 온도 측정을 실험한다.

2. 실험이론
1. 열전달
열전달은 크게 3가지(전도, 대류, 복사)로 나뉜다. 전도는 고체나 액체와 같이 정지한 매질 내에 온도구배가 존재할 때, 그 매질을 통해 일어나는 열전달을 말한다. 대류는 온도가 서로 다른 표면과 이동하는 유체 사이에 일어나는 열전달이다. 전도와 대류는 매개체를 필요로 한다. 반면 복사는 매개체가 필요없이 열전달이 일어난다. 복사는 물체를 구성하는 원자들이 전자기파 형태로 열에너지를 방출하는 것을 말한다. 복사는 물질의 형태에 관계없이 전자배열의 변화에만 의해 일어난다. 기본 열전달 방정식은 다음과 같다.

전도, 대류, 복사 외에도 열전달이 존재하는데, 다상열전달은 여러 개의 상이 동시에 존재하는 상태에서 일어나는 열전달이다. 이중 가장 단순한 형태가 이상 열전달이다.

2. 온도계 종류
유리관 온도계는 가는 유리관 속에 온도에 따라 큰 체적 변화를 보이는 물질(주로 수은, 알코올 등)을 넣고 온도변화에 따른 체적변화를 이용하여 온도를 측정한다.
압력식 온도계는 온도 변화에 따라 압력이 변화하는 성질을 이용한 온도계이다. 밀폐된 관내에 압축된 액체나 공기를 채우고 온도 변화에 따라 압력 변화가 발생하면 이를 압력계로 읽어 온도를 측정한다.
저항 온도계는 온도가 변하면 전도체의 전기저항이 변화하는 특성을 이용한다. 백금이나 니켈, 은으로 만든 가는 도선을 이용한다.
열복사 온도계는 고온 물체가 방사하는 열에너지를 이용하여 표면 온도를 측정한다. 주로 1000이상의 고온도 측정에 사용된다. 태양의 표면 온도가 6000K로 알려진 것도 이를 이용한 것이다.
자기 온도계는 외부 자기장이 가해졌을 때 자석 배열 정도로 온도를 측정한다. 극히 저온에서 효율성이 증대된다.

3, 열전대식 온도계
열전대식 온도계는 두 가지 금속을 접합하였을 때에 접점 사이에 기전력이 발생하는 것을 이용한다.

참고자료

· 기계공학실험. 김동권 외 7인, 한티미디어. 2016. p.206-225.
· 열전달(8판). Frank P. Incropera 외 3명. Wiley. 2017. p.2-10.