금속의 열전도도[실험보고서]

소개

스텐레스강, 알루미늄, 구리의 열전도도 측정 실험 레포트 입니다.
이론, 실험측정값, 결과 모두 있습니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론

3. 실험 기구

4. 실험 방법

5. 실험 결과

1) 실험치
① 스텐레스 강
② 알루미늄
③ 구 리

2) 계산값
① 스텐레스 강
② 알루미늄
③ 구 리

3) 이론값과 실험 평균값의 비교

6. 고 찰

본문내용

1. 실험 목적

고체의 열전달 실험을 통하여 열전도 측정방법을 익히고, 열전도에 대한 법칙을 이해한다. 또한 실험을 통하여 고체의 열전도도 값을 계산할 수 있다.


2. 실험 이론

열전도는 물질의 혼합 이동을 동반하지 않고 구성 분자의 열진동이 순차적으로 전달되어 이루어지는 전열이다. 고체를 통하여 일어나는 순수한 열전도 식은 Fourier 에 의하여 식(1)로 나타낼 수 있다. 이 법칙에 의하면 한 방향으로의 전도에 의한 열전달속도는 열 흐름에 수직한 면적과 그 방향의 온도구배의 곱에 비례한다는 것을 알 수 있다.

.................................(1)

(그림 ) 1차원에서 정상 열전도


위의 (그림1)과 같이 물체의 단면을 자르고 미소거리 dL [m] 사이의 온도차가 dt[℃]라고 할 때, 미소시간 dθ[h]에 미소열량 dQ [kcal]가 흐를 경우를 생각해 보자. dt/dL [℃/m]는 단위길이당의 온도차로 온도구배 이고, dQ/dθ [kcal/h]는 단위시간에 전달되는 열량으로 이를 열전달속도라 하며, 또한 물체의 단면적 A[㎡]를 열전달면적이라고 하여 열전달 속도식은 식 (1)과 같이 된다. 이 식은 열전도의 기본법칙으로 정상상태 혹은 비정상상태에도 적용된다.
식 (1)에서 비례상수 k를 물질의 열전도도 (thermal conductivity, [kcal/m․h․℃])라 하고, t [℃]에서 열전도도를 k, 0℃에서 열전도도를 k0라 하면 대개의 물질은 식(2)와 같이 1차원적인 함수로 나타낼 수 있다.

...........................(2)

식(2)에서, α는 온도계수로 대부분의 보온물질에서는 양(+)의 값을 나타내고, 금속과 같은 것은 음(-)의 값을 나타낸다.

식(1)을 시간에 따라 각 부분의 온도가 변하지 않은 정상상태에 도달하면 열전달속도 dL/dθ는 일정하게 되며, 식(3)과 같이 나타낼 수 있다.

참고자료

· 없음