자연과학 자료 실험보고서 - 열전도도 측정 실험 레포트 HQ

자연과학 자료 실험보고서 - 열전도도 측정 실험 레포트
 

열전도도 측정 실험
실험 목적
고체의 열전도도를 측정 함으로써 전도에 의한 열 전달을 이해한다.
고체의 열전도 현상에 대한 이론과 열손실의 계산, 화학 장치 등의 보온, 보냉 재료에 따른 선택의 기초 자료로서 상대적인 고체의 열전도도를 이해하고, 이에 따른 열전도도의 측정 방법을 습득하고, 정상 상태의 열 이동으로부터 열전도도를 구하고 전도에 의한 열 전달 현상을 이해하도록 한다.
열 전달에 의한 다중측정의 전기 배선과 열전대의 보정을 실습한다.

이론 및 원리
전도에 의한 열 흐름의 기본 관계는 등온 표면을 통과하는 열 흐름 속도와 그 표면에서의 온도 구 배간의 비례이다. 한 물체 내 어느 위치에서 그리고 어느 시간에 적용 될 수 있도록 일반화 된 것을 Fourier 법칙이라 한다. 이것은 다음과 같이 쓸 수 있다.

여기서, A〓 등온 표면적, L〓 표면에 직각으로 측정된 거리, q〓 표면에 직각 방향으로 그 표면을 통과하는 열 흐름 속도, T〓 온도, k〓 비례상수(열전도도)

따라서 열전도도 k 〓 가 되어 두 점에서의 온도를 측정하면 쉽게 값을 구할
수 있다.

열 전달
열 이동전열이라고도 한다. 일반적으로 물체들 사이의 열전도, 대류, 열복사 등 3가지 열 이동 과정을 총칭하지만, 좁은 의미로는 유체와 고체 표면 사이에서 열을 주고 받는 현상만을 가리킨다. 열 전달에는 크게 유체 흐름이 자연 대류일 경우(가열된 방 바닥이나 벽면에 의한 난방)와 강제 대류일 경우(비행체 표면으로부터의 열 방출이나 열 교환기 관 벽 내외의 열 교환), 유체의 상이 변화하지 않을 경우와 변화 할 경우(비등이나 응축을 수반하여 보일러나 콘덴서 등의 성능을 좌우하는 열 전달)등이 있다. 경계층이 층류를
이룰 때와 난류를 이룰 때, 또는 그 둘이 함께 공존 할 때 등에 따라 열 전달 현상은
달라 진다. 이 경우 유체와 고체 표면 사이 유체의 얇은 층(경계층)에서는 열전도에 의해 열이 전달 되지만, 경계층 밖 유체에서는 열이 유체 자체의 대류에 의해 운반 된다.
이렇게 열전도와 대류가 복잡하게 얽힌 열 전달을 대류 열 전달이라 한다. 그 외에도
고체와 유체 사이에는 복사에 의한 복사열이 전달이 되는데, 보통 열 전달이라 하면
대류 열 전달을 가리킨다. 이 경우 고체 표면의 온도를 , 유체의 온도를 t라 하면, 단위
시간에 단위 면적을 통과하는 열량 Q는 Q 〓 a가 된다. 이 때 a를 …(생략)
 

        
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