고체의 열전도도 측정

소개글

고체의 열전도도 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론
1.1 전도란
1.2 실험 목표 및 방법

2. 이론
2.1 온도
2.2 열전달
2.3 열전대를 이용한 온도의 측정
2.4 열전도도의 계산

3. 실험
3.1 실험장치
3.2 실험절차

4. 결과
4.1 실험결과
4.2 계산

5. 고찰

6. 결론

토의사항
사용부호
참고문헌

본문내용

⑤ 측정하려고 하는 시험편의 두깨와 단면적 그리고 열전도도를 구한다.
(5) 주의사항
① 실험이 끝나면 반드시 모든 파이프라인의 물을 배수시켜 준다.
② 기준관 상부 전열기에 손을 대지 않도록 한다.
③ 유량조절 밸브 조작시 무리한 힘을 가하지 않도록 한다.
④ 온도 측정은 충분한 시간이 경과한 후 저앙상태에서 측정한다.
⑤ 온도 측정은 선택 스위치를 정확히 선택하여 실험한다.
시간
Wattmeter Q watt
t1( )
t2( )
t3( )
t4( )
t5( )
t6( )
t7( )
t8( )
t9( )
t10( )
<표 3.1> 측정결과 및 열전도도 계산표
4. 결과
4.1 측정결과
온도는 100 , 150 , 200 , 250 , 300 총 5회 실험을 했다.
(1) 실험 결과 표
온도
시험편
100
150
200
250
300
1
98
150
197
242
284
2
95
145
189
229
268
3
93
139
180
217
252
4
90
133
172
205
237
5
61
84
101
121
144
6
59
80
96
113
135
7
32
46
61
77
90
8
30
41
53
65
75
9
27
36
45
54
61
10
26
32
38
44
48
(2) 실험 결과 그래프
4.2 계 산
시편은 지름 37mm, 두깨가 4mm인 금속물질이다.
열전대 1~4번과 4~5번과 6~7번 사이의 시편에서의 온도 강하를 Tr, Ta, Tb라고하면,
100
150
200
250
300
Tr
8
17
25
37
47
Ta
29
49
71
84
93
Tb
27
34
35
36
45
열전달량은
q = Kr·A·
TRIANGLET_a over L_R
로 계산한다.
각 온도에서 기준물질(스테인레스)의 열 전달량을 계산하면, 1~4번의 거리는 30mmX4=120mm에서,
100
q=k _{r} pi r ^{2} {TRIANGLE Tr} over {Lr} =19W/mK TIMES 1075mm ^{2} TIMES {8K} over {120mm} TIMES 1000=1361000W
150
q=k _{r} pi r ^{2} {TRIANGLE Tr} over {Lr} =19W/mK TIMES 1075mm ^{2} TIMES {17K} over {120mm} TIMES 1000 = 2892000W
200
q=k _{r} pi r ^{2} {TRIANGLE Tr} over {Lr} =19W/mK TIMES 1075mm ^{2} TIMES {25K} over {120mm} TIMES 1000 = 4252000 W
250
q=k _{r} pi r ^{2} {TRIANGLE Tr} over {Lr} =19W/mK TIMES 1075mm ^{2} TIMES {37K} over {120mm} TIMES 1000 = 6294350 W
300
q=k _{r} pi r ^{2} {TRIANGLE Tr} over {Lr} =19W/mK TIMES 1075mm ^{2} TIMES {47K} over {120mm} TIMES 1000 = 7995529 W
시편의 열전도계수를 구한다.
접촉저항이 있는 경우이므로 열전도 계수는
k _{a} = {L _{a}} over {TRIANGLE T _{a}} q over A ```````````````k _{b} = {L _{b}} over {TRIANGLE T _{b}}q over A
로 계산한다
ka
kb
100
202
217
150
254
366
200
258
522
250
322
752
300
370
764
평균값
281
524
평균치로 구해낸 시편의 열전도도 계수는 281과 524이다.
첫 번째 시편의 열전도도계수로 281을 같는 물질을 문헌에서 찾아본 결과 알루미늄으로 추정 할 수 있었다.
두 번째 시편의 열전도도계수도 524로 높은 편이었다.
우리는 문헌에서 찾아본 결과 이 물질을 백금으로 추정 할 수 있었다.
5. 고찰
우리는 열전도도 계수를 이용해 시편을 추정해보는 실험을 하였다.
우리는 기준물질인 스테인리스의 열 전달량으로부터 열전도도를 알지 못하는 고체의 열 전도도를 정상상태의 1차원 열전도현상을 이용하여 구하고 전도에 의한 열 전달및 접촉 저항을 이해할 수 있었다.
6. 결론
실험 결과를 근거로 계산한 시편의 열전도도 계수의 평균치는 281과 524이었다.
그래프로 보았을 때 첫 번째 시편의 온도감소가 기준물질인 스테인리스보다 심한 것을 알 수 있고, 열전도도계수로 281을 같는 물질을 문헌에서 찾아본 결과 알루미늄으로 추정 할 수 있었다.
두 번째 시편의 온도감소는 스테인리스보다 덜했고 열전도도계수도 524로 높은 편이었다.
우리는 문헌에서 찾아본 결과 이 물질을 백금 혹은 구리 이상의 열전도도계수를 갖는 물질로 추정 할 수 있었다.
. 토의사항
우리는 열전도도 계수를 이용해 시편을 추정해보는 실험을 하였다.
본 실험에서는 물질에서 열이 정상상태를 이룸을 온도 변화가 없는 상태로 생각하여 실험을 진행하였다.
실험에 사용된 관련 기구들이 모두 열전도가 빠른 물질로 이루어 져있어서 온도의 변화가 빠르게 이루어졌고, 다른 실험기구들과 다르게 온도계가 디지털로 표시되어 세밀한 온도 변화까지 관찰 할 수 있어 정밀한 실험을 할수 있었다.
실험에서는 100 , 150 , 200 , 250 , 300 로 총 5번의 온도변화를 관찰하여 열전도도를 계산하였다.
각 온도마다 열전도도를 계산할때마다 숫자가 다르게 계산되는 경우가 있어 시편을 추정 할 때는 계산된 열전도도의 평균값을 이용하였다.
열전도도를 계산할 때 숫자가 다르게 계산된 이유는 우리가 시편의 열전달이 아직 정상상태에 이르지 않았는데 조급하게 정상상태라고 판단하고 온도를 기록했기 때문이라고 생각한다.
다음 실험에서는 좀 더 정밀한 실험을 위해서 조급한 마음을 버려야 하겠다.
. 사용부호
온도
K
온도
mm
길이
m
길이
W
일
. 참고문헌
http://stmail.chosun.ac.kr/~aspirant/chem/cy3.htm
http://scet.yu.ac.kr
http://eic.changwon.ac.kr/mechalab/lab1/lab1.html

키워드

단위조작,   화학공학,   실험,   고체,   열전도,   열전도측정