[열전달]복사실험 결과레포트

소개

복사 열전달 실험자료입니다.

목차

1. 서 론

1.1 실험목적


2. 이론적 배경

2.1. 복사의 이론
2.2. 복사와 흑체
2.3. 실험 관련식


3. 실험장치 및 실험방법

3.1. 실험장치
3.2. 실험방법


4. 실험결과 및 고찰

4.1. 실험 결과



5. 참고문헌

본문내용

2.1. 복사의 이론

열전달의 종류에는 전도, 대류, 복사가 있다.
열복사가 열전도와 열대류와 다른 특징은 연속매체가 없어도 일어난다는 것이다. 전도나 대류는 어떤 물질에서 온도 구배가 존재할 때 일어나는 것이고 복사는 고체나 유체 등의 중간 매질을 거치지 않고 공간 내에서 빛이나 전자기파 등의 형태로 열이 전달되는 것이다. 이러한 복사는 태양에너지의 전달, 연소, 전열기와 난로 등에서 쉽게 찾아볼 수 있다.
진공에 둘러싸인 고체를 고려할 때 진공이므로 이 고체 표면에서의 전도나 대류에 의한 열손실은 일어나지 않는다. 그러나 이 고체는 주위와 열적인 평형 상태에 도달하게 됨을 알 수 있다. 이것은 고체 내부의 에너지가 감소됨을 의미하고 이는 고체 표면에서의 열복사에 의한 방사(emission)의 직접적인 결과이다. 한 물체에서 방사되는 복사에너지는 Maxwell의 전자파이론에 따라 전자기파(electromagnetic wave)의 형태 또는 Plank의 가설에 따라 광자(photon)나 양자(quantum)의 입자에 의한 공간내의 투과로 보는 두 가지 개념이 모두 응용된다.
복사는 노출된 표면으로부터 약 1㎛이내의 분자들로부터 나온다. 그러므로 고체나 액체로부터 방사는 표면적인 현상으로 간주 될 수 있다.
태양에서 나온 복사에너지는 일부는 지구 대기권에서 반사 또는 흡수된다. 복사에너지가 감소되지 않는 경우는 진공 중에서 뿐이다. 그러나 대기권은 수백 ㎞에 이르는 공기덩어리이고 실내에서 작은 거리내의 공기에 의한 복사에너지의 감소는 매우 작다.
표면에서 방사된 복사에너지는 크게 두 가지에 의해서 달라지는데 첫째는 표면의 성질과 온도이다. 온도에 따라 복사의 크기와 파장의 스펙트럼 분포가 달라진다. 둘째는 방향성과 관계된다. 그러나 우리가 도입하는 흑체의 개념에는 복사를 온도나 파장의 함수로 보고 방향에는 무관하다고 여긴다. 즉, 흑체는 확산 방사체로 간주된다.
이번 실험에서는 두 물체사이에서 온도차에 의한 전자기복사, 열복사를 주로 다루게 된다. 공학에서 사용하는 대부분의 물질은 표면의 수 ㎛내에서 복사에너지를 방출하고 흡수한다. 복사에너지가 통과하지 못하는, 즉 복사에너지를 투과시키지 못하는 물질을 불투명체라 부르고 소수의 예외를 제외하면 고체는 대부분 복사에 불투명이다. 입사되는 복사의 일부를 통과하는 물질을 반투명체라 한다. 불투명체에 복사에너지가 들어갈 때에는 표면에만 크게 작용하고 반투명체인 경우에는 물체 내의 부피에 작용된다. 어떤 물체에 복사에너지가 흡수될 때에 입사복사의 파장에 따라 달라진다. 예를 들면 보통의 유리는 가시적인 복사에 대하여 완전히 투명하지만 적외선 범위의 파장에 대해서는 거의 불투명하다. 물질에 입사되었으나 투과하지 않은 분율을 물질에서 흡수되고 그 표면에서 방사된다. 물질에 흡수된 복사 분율은 물질의 표면에서 방출하거나 그 물질로 전도된다.

참고자료

· 열전달(Hagen저, 권오붕․김시범․김은필․배대석․손영석․전철호 공역, 인터비젼2000)