고체열평창계수[예비레포트]

소개

고체열평창계수[예비레포트]입니다.
다들 좋은 점수 받으세요^^

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론

(1) 위치에너지
(2) 선팽창계수
3. 실험 방법

기구 및 장치
(1) 장비 설치 방법
(2) 시료의 설치
(3) 디지털 온도계와 온도 센서의 연결
(4) 증기 발생기의 설치 및 호스 연결
(5) 다이얼 게이지의 설치
(6) 시료의 길이 측정

본문내용

1. 실험 목적

금속의 온도에 따른 선팽창계수를 측정한다.


2. 실험 이론

(1) 위치에너지

원자들이 바둑판식의 격자로 연결되어 있는 고체라고 생각해보자. 원자들은 격자점을 중심으로 진동을 하고 있으며, 온도가 올라가면 내부에너지가 증가하여 원자들이 크게 진동하게 된다. 고체 원자들에 적당한 간격이 주어지면 이 원자들은 안정한 상태가 된다. 하지만 여기서 온도를 올리면 내부에너지 E가 증가하며 원자 간격이 커지게 된다. 그 때문에 온도가 올라가면 원자의 평균 간격이 멀어져 물체의 부피가 증가하게 된다.

(2) 선팽창계수

고체의 선팽창 계수는 온도가 1도 올라갔을 때 단위 길이당 늘어난 길이로 정의된다.
고체의 길이나 체적은 일반적으로 온도 T의 함수로써 온도의 상승과 더불어 증가하기 때문에 T의 멱급수로 표시할 수 있다.

여기서 T의 2차항이상은 우리가 측정하는 온도 범위내에서는 무시할 수 있을정도로 작기 때문에 다음과 같이 해도 무방함.

∴
이 가 0℃와 T℃ 사이에서의 평균 선 팽창률로서 고체인 경우 /℃ 정도의 값을 갖는다. 따라서 0℃및 T℃때의 길이 를 측정하게 되면 위식을 이용하여 를 얻을 수 있다.
그런데 일일이 0℃때의 길이를 재는 것은 곤란하므로 임의의 두 온도 , 일때의 길이를 , 라 하고, 을 측정하여 대입
다음 표에 몇몇 물질의 선팽창계수가 기록되어 있다. 고체의 길이는 온도가 1K 증가할 때마다 약 ~ 정도 늘어난다. 유체는 모양이 일정하지 않기 때문에 부피변화만이 의미를 가진다. 기체의 부피는 온도에 매우 민감하게 반응하지만 액체나 고체의 부피 변화는 매우 적다.

참고자료

· 없음