기계공학 온도계 시간상수 측정 보고서 (A+)

소개글

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 실험 고찰

본문내용

실험 목적
각 온도계의 특성인 동특성을 정량적으로 규정하는 값인 시간상수를 구하는 것이 목적이다.

실험 이론
시간상수란?
온도를 측정하는 온도계도 질량이 0이 아니므로 관성을 가지고 있다. 이를 열관성(thermal inertia)이라고 부른다. 더운물 속에서 80도를 나타내던 온도계가 20도 대기에 순간적으로 노출되었다고 가정하고, 80도에서 온도가 떨어지기 시작하여 온도차 60(80도-20도)도의 63% 즉, 37.8도 만큼 떨어져서 42.2도(=80-37.8)에 도달될 때까지 걸리는 시간을 온도계의 ‘시간상수’ 라고 부른다.

실험 방법
끓인 물을 비커에 넣은 뒤, 온도계도 넣어 온도계의 온도를 85도 이상이 되게끔 만든 뒤, 스탑 워치를 준비하고, 비커에서 온도계를 꺼내어 80도부터 측정을 시작하여, 5도 단위로 온도가 떨어질 때 마다 시간을 기록한다. 온도가 40도가 되었을 때 마지막 시간을 기록하고 실험을 종료한다.

- 예상 오차 원인
- 실험 시에 각 목표 온도가 될 때마다 스탑 워치로 시간을 기록할 때, 온도를 불러주는 사람과 시간을 기록하는 사람이 기록 버튼을 누를 때 까지 분명히 시간이 오차가 발생할 수 밖에 없다.
이에 따른 오차를 각 시간 측정때마다 1초씩 더해진다고 가정했을 때, 저항 온도계 1회차를 기준으로, 아래와 같이 식이 달라진다.
y = -0.0065x + 4.2289 ---> y = -0.0065x + 4.2354
기울기는 변화가 없지만, ‘절편’에 변화가 생기기 때문에 최초온도를 다시 계산해보면, 82.64℃ → 83.09℃ 로 추정 최초온도가 0.45℃정도 상승한 것을 볼 수 있다.

참고 자료

없음