기계공학실험B 발열량측정실험 결과보고서 (2024)

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이번 실험의 목적은 발열량의 종류와 의미를 통해 발열량 측정 장치에 관한 이해를 하는 것이 목표였다. 또한, Oxygen Bomb Calorimeter를 활용하여 연료의 발열량을 측정하고 이를 통해 미지 연료 물질을 추측하는 것이었다. 벤조산의 고위발열량은 HHV=6059.95cal/g을 실험을 통해 얻을 수 있었으며, 이를 통해 증류수의 열용량을 구한 결과 W=9384.7J/K이 나왔다. 증류수의 열용량 및 실험값을 이용해 미지 연료의 발열량을 구해본 결과 HV=5873.76cal/g이 나왔다. 미지연료를 추측하기 위해 HV값과 유사한 값을 Table에서 찾아보았다. 이 과정에서 고위발열량은 응축열을 포함하며, 또한, 실험에서도 미지연료를 사용해 연소반응을 일으켰을 때 물이 발생하였기에 위에서 구한 발열량을 고위발열량이라 보고 구하였다.

Heating Value Table을 이용해 찾아본 결과, 실험값 24552.33kJ/kg을 통해 이와 유사한 값을 보이는 23850kJ/kg로 미지 연료는 Methanol로 추정할 수 있었다. 그러나, 이 실험에서 오차가 발생하여 실험을 통해 구해 추정한 미지연로와 실제 미지 연료가 다를 수 있다. 오차 발생 원인으로는 실험을 통해 구한 발열량 및 열용량 값이 정확한 값이 아니다. 그 이유는 이 실험의 조건은 Open system으로 가정하여 결과값을 낸 것인데, 실제로 이 실험은 Closed system이었기에 계(System) 자체가 달라 답을 내는 것에는 한계가 있다. 따라서 위 실험을 통해 얻은 값은 신뢰할 수 있다고 판단하기에는 어려움이 있다. 또한, 온도를 측정할 때, 완전한 열평형을 이루지 못하였기에 온도가 계속 증가한 것을 볼 수 있었다. 즉, 측정온도가 부정확하였다. 마지막으로. 입구와 출구 상태를 표준상태(25℃, 1atm)로 가정한 채 완전연소라고 구한 점이다.

참고자료

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