물리와 실험 - 열전도도
1.실험제목
-열전도도
2.실험목적
-고체의 열전도도 측정을 통하여 열전도 현상 및 열전도 방정식을 이해하고 고체 내에서 전도되는 열량의 측정방법을 익힌다.
3.관련이론
-물체를 통하여 전달된 열량은 다음의 식으로 나타낼 수 있다. 즉
여기서 Q는 전도된 전체 에너지, A는 열이 통과하는 단면적, T는 물체의 양 끝면 사이의 온도차, t는 전도시간, h는 물체의 두께 등을 의미하며, 비례상수 k는 주어진 물체의 열전도도로 정의한다. 위의 식으로부터
로 나타낼 수 있으므로 우변의 여러 변수를 측정하면 k를 구할 수 있다.
측정하고자 하는 고체를 얇은 판형태로 제작하여 한쪽 면은 수증기에 접하게 함으로써 100⁰C를 유지하고 다른 면은 얼음에 접하여 0⁰C를 유지하면 T=100⁰C로 만들 수 있으며, 이때 전도된 열량은 녹은 얼음의 양에 80cal를 곱하여 계산할 수 있다. 즉
로 주어진다.
4.실험방법
1) 얼음주형에 물을 채우고 얼린다.
2) 시료의 두께 h를 측정하고 기록한다.
3) 장치도를 꾸미고 steam chamber 위에 시료를 놓는다.
4) 얼음의 직경 d1를 측정하여 기록하고 얼음을 시료 위에 놓는다.
5) 얼음이 녹아서 시료와 완전히 접촉될 때까지 몇 분 동안 기다린다.
6) 녹은 얼음을 담을 용기의 질량을 측정한 후에 시간 ta(약 5분 정도)동안 녹은 물을 모으고 전체 질량을 측정하여 기록하면 녹은 얼음의 질량 mwa을 계산할 수 있다.
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2015.03.24
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