[공학]고체의 열팽창[열분석 - 고체의 열팽창]

소개

열분석 - 고체의 열팽창을 실험하고 쓴 결과레포트입니다.
정리 잘되어있습니다.
다들 좋은 점수 받으세요^^

목차

열분석 - 고체의 열팽창

1. 실험 목적

2. 실험 준비물

3. 실험 결과 및 토의 사항

4. 문제

① 본 실험에서는 가열에 따라 일어나는 시편의 열팽창을 측정하기 위해 LVDT의 코어와 시료편을 알루미나로 접촉시켜 사용하였다. 왜 알루미나를 사용하였을까?

② 관찰된 선형 열팽창계수로부터 부피팽창계수를 구하면?

③ 도량형기 중에서 정밀하게 치수를 재는데 사용하는 calipers 혹은 micrometer 등은 사람들이 일상적으로 활동하는 온도 범위 내에서는 온도 변화에 따른 길이 변화를 거의 발생시키지 않는 그러한 재질로 만들어 진다. 어떠한 소재가 이러한 용도에 사용되고 있을까?

5. 논의 및 결론

⊙ 고찰
1. 열분석의 의미와 목적은 무엇인가?
2. 시료의 변화는 어떻게 일어나는가?

본문내용

1. 실험 목적
- 온도가 올라감에 따라 물질이 일정한 비율로 팽창하는 것을 확인하고, 열팽창계를 이용하여 고체재료(알루미나)의 열팽창 현상을 이해한다.

2. 실험 준비물
- 표준 시험편(알루미나), 시편(304 스텐인레스 강), 열팽창계

3. 실험 결과 및 토의 사항

4. 문제
① 본 실험에서는 가열에 따라 일어나는 시편의 열팽창을 측정하기 위해 LVDT의 코어와 시료편을 알루미나로 접촉시켜 사용하였다. 왜 알루미나를 사용하였을까?
⇒ 다른 재료에 비해 내화성이 크고, 어느 온도에서나 화학작용에 대한 저항성이 강하고, 기계적강도가 크며, 마모(abrasion)에 대한 저항성이 강하고, 경도(hardness)가 높고, 열충격에 대한 저항성이 매우 우수하고, 그리고 가격도 비교적 저렴하기 때문이다.
② 관찰된 선형 열팽창계수로부터 부피팽창계수를 구하면?
⇒ 처음 길이가 L이고, 온도가 ΔT만큼 변했을 때, 막대의 길이가 L로 변했다면, 나중길이 L에 대한 관계식은 다음과 같다.
L = L+ΔL = L+αLΔT = L(1+αΔT) ; α는 선형 열팽창계수이다.
선형 열팽창계수는 실험 결과에서 얻어진 그래프의 기울기와 같다. 따라서 기울기를 구하면 약 1.883×10 /℃ 가 된다.
처음 부피가 V인 물체를 가열해서 온도가 ΔT만큼 변했을 때, 물체의 부피가 V로 변했다면, 나중부피 V에 대한 관계식은 다음과 같다.
V = V+ΔV = V+βVΔT = V(1+βΔT) ; β는 부피팽창계수이다.
부피팽창계수는 선형 팽창계수의 약 3배이다. (β≒3α)
따라서 약 5.649×10 /℃ 가 된다.

참고자료

· 없음