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실험5. 고체의 열전도도 측정 실험(결과)

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최초등록일 2016.05.25 최종젿작일 2016.05
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실험5. 고체의 열전도도 측정 실험(결과)
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    목차

    1.Title
    2.Theory
    3.Procedure
    4.Data & Table
    5. Conclusion & Discussion
    6. Reference

    본내용

    3) 실험 방법
    ① 시험편을 장치의 a(2mm), b(4mm)에 각각 설치하고 기준관과 시험편을 밀착시 켜 준다.
    ② 유량계를 통하여 냉각수를 일정하게 하부로 흘려보낸다.
    ③ 전원을 넣고 온도조절기의 설정 다이얼을 실험온도에 맞추고 냉각수량을 조절한 다.
    ④ 항온조의 교반기가 작동하는지를 확인한다.
    ⑤ 모든 조작이 정상적이면 시간이 경과된 후 heater가 자동적으로 항온을 유지 하 게 되면 온도측정 실험을 한다.
    ⑥ 온도지시계의 전환스위치를 전환하여 온도를 읽고 정상상태 값을 기록한다.
    ⑦ 시험편을 바꿔 위의 방법과 같이 동일하게 실험한다.
    ⑧ 실험이 끝나면 모든 pipe line의 물을 배수시켜준다.

    <중 략>

    열전도도의 값은 실험값이 거의 두배가 나왔지만 상대적인 열전도도의 크기는 이론값도 실험값과 마찬가지 순서인걸로 보아 실험은 나름대로 잘 진행된 것 같다.
    실험값을 보면 Brass왿 al 은 온도가 증가하면 열전도도가 커졌다가 다시 작아지고,
    SUS #304왿 Copper는 그 반대로 열전도도가 작아졌다가 커지는 현상을 보였다.
    우선 이것으로부터 확인할 수 있었던 사항은 열전도도는 온도에 따라 변하는 온도에대한 함수라는 것 이다. 그리고 왜 실험값과 같은 변화를 나타내었는지 생각해보았다. 우선 전기전도도를 생각해보면 전기전도도는 온도가 증가함에 따라 전기전도도가 증가했다가 어느 온도 이상이 되면 물질에서 lattice vibration이 일어나 전자의 이동을 방해하여 전기전도도가 감소하는데, 열전도도도 이러한 현상이 일어나는 줄 알았지만Fourier의 식을 적분에 보면 k = b + aT 라는 식이 나오게 되고 a,b는 실험 상수이므로 결국 열전도도는 온도에 대한 1차식이므로 온도에 비례하는 것을 알게 되었다.

    참고자료

    · Christopher Long 열전달 교보문고 3p~12p
    · HEAT AND MASS TRANSFER Yunus A. Cengel , Afshin J. Ghajar McGrawHill p2~46
    · https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_conductivity
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