[물리학 및 실험] 열전도도 측정
목 차
1.실험목적
2.관련이론
3.실험방법
4.DataBox 결과
5.분석 및 토의
6.참고문헌
1.실험목적
고체의 열전도도 측정을 통하여 열전도현상 및 열전도방정식을 이해하고 고체 내에서 전도되는 열량의 측정방법을 익힌다.
2.관련이론
물체를 통하여 전달된 열량은 다음의 식으로 나타낼 수 있다. 즉 이다. 여기서 는 전도된 전체 에너지, 는 열이 통과하는 단면적, 는 물체의 양 끝면 사이의 온도차, 는 전도시간, 는 물체의 두께 등을 의미하며, 비례상수 는 주어진 물체의 열전도도로 정의된다. 위의 식으로부터 로 나타낼 수 있으므로 우변의 여러 변수를 측정하면 를 구할 수 있다.
측정하고자 하는 고체를 얇은 판형태로 제작하여 한쪽 면은 수증기에 접하게 함으로써 를 유지하고 다른 면은 얼음에 접하여 를 유지하면 =로 만들 수 있으며, 이때 전도된 열량은 녹는 얼음의 양에 를 곱하여 계산할 수 있다. 즉
로 주어 진다.
① 열 전도란 물체의 인접한 부분 사이의 온도차이로 인해 일어나는 에너지(열)의 전달현상.
열전도율은 전도체 내에서 인접한 분자와 전자들 사이의 에너지 교환과정과 밀접한 관계가 있다. 막대 모양 물체에서 그 열류량은 막대의 단면적과 양끝 사이의 온도차에 비례하며 막대의 길이에 반비례한다. 즉 열류량 H는 단면적 A와 막대의 길이l의 비율에 온도차(T2-T1)와 -k (k는 열전도율) 곱한 것과 같다. 실험상의 관계는 다음과 같다.
② 여기서, K는 열전도도이다. 이 식은 실제로는 H와 온도 기울기 dT/dz 사이의 벡터 관계식이어야 한다. 그러나, 관심을 끄는 대부분의 물질에 대하여 이 scalar 식이 그대로 맞는 것으로 생각하고 쓸 수 있다. 그러므로, 열전도도는 결정 속에서 방향과 관계없는 scalar양이다.
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2013.11.12
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