소개글
"열역학 온도측정 실험"에 대한 내용입니다.
목차
1. 열전대를 이용한 온도 측정
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 이론 및 원리
1.2.1. 열전대(Thermocouple)
1.2.2. 제벡효과(Seebeck Effect)
1.2.3. 열전대 특성 및 종류
1.3. 실험 기구 및 장치
1.4. 실험 방법
2. 열전대 보정시험의 선형회귀분석
3. 실험 결과 및 토의
3.1. 실험 결과
3.2. 실험 고찰
4. 참고 문헌
본문내용
1. 열전대를 이용한 온도 측정
1.1. 실험 목적
열전대를 이용한 온도 측정의 실험 목적은 온도 측정에 많이 사용되는 열전대의 원리와 특성, 측정방법을 알아보고, 실제로 열전대로 측정을 해본 뒤 선형회귀분석을 통해 측정된 열기전력과 온도의 상관관계를 알아보고, 열전대의 측정오차와 그 원인을 고찰해보는 것이다.
열전효과를 지닌 재질이 다른 2개의 금속선의 양 끝단을 접속하여 폐회로를 구성하고, 이 양 끝단의 접점에 온도를 다르게 하면 온도차에 의해 폐회로에 열기전력이 발생하여 회로에 전류가 흐르게 된다. 이때의 열기전력의 크기를 이용하여 온도를 측정할 수 있다. 온도측정범위, 측정장소, 원하는 정밀도 등에 따라 적당한 소선을 선택해야 한다. 열전대는 종류에 따라 특성이 다르며, 이 실험에서는 K-Type 열전대를 이용한다.
열전대 보정시험의 선형회귀분석에서 종속변수 y는 온도, 독립변수 x는 측정된 열기전력이다. 이 두 변수 간의 상관관계를 추정하는 것이 이 실험의 목적이다.
실험 장비로는 P.A. Hilton사의 열전대 기구 온도 측정 방법 및 보정 장치를 사용한다. 이 장치는 다양한 온도 측정 장치, 오류를 발생시키고 회피시키는 방법, 보정 방법 등을 실험할 수 있는 서로 다른 두 종류의 금속선의 열기전력 발생을 이용한 온도 측정 장치이다.
실험 방법으로는 먼저 얼음물과 실온의 물에 각각 K열전대와 온도계를 고정시키고, 실온의 물을 가열하면서 30℃부터 2℃ 간격으로 측정되는 열기전력을 체크한다. 측정된 열기전력은 40배 증폭된 값이므로 실제 값을 구하기 위해 40으로 나눠준다. 이를 바탕으로 그래프를 그리고 이론 값의 그래프와 비교한다.
실험 결과 측정 수는 16회, 열기전력 평균오차는 2.16%, 선형회귀분석 식은 y_{온도} =23.256x_{열기전력} +1.25이다.
실험 고찰을 통해 유체의 온도와 전류가 전혀 관계가 없다고 생각했는데 선형회귀분석 결과 상관관계가 있음을 알게 되었고, 열전대가 발전소나 제철소 등의 열부석이 있는 곳에서 많이 사용되는 이유를 배우게 되었다. 오차 발생 원인으로는 실제 얼음물의 온도가 0℃가 아닐 가능성, 측정값의 기울기가 이론값보다 작아 고온으로 갈수록 오차가 커지는 점 등이 있다. 오차를 줄이기 위해서는 얼음물의 온도를 정확히 0℃로 유지하고, 수은온도계 대신 디지털온도계를 사용하는 것이 좋을 것으로 ...
참고 자료
화학공학 열역학 8th/ J.M Smith, H.C. Van Ness, M.M. Abbott, M.T. Swihart/ 2018/232~233
화학공학 열역학 8th/ J.M Smith, H.C. Van Ness, M.M. Abbott, M.T. Swihart/ 2018/232~235
퓨가시티 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전
화학공학 열역학 8th/ J.M Smith, H.C. Van Ness, M.M. Abbott, M.T. Swihart/ 2018/407~408, 232, 385~396
Excess property - Wikipedia
acetonitrile + water, acrylonitrile + water, acetonitrile +acrylonitrile 혼합계의 상평형과 과잉부피/박소진,오종혁,최호준,백승관/1997.10/한국화학공학회/화학공학 35권 5호/678-683p
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https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%94%ED%83%88%ED%94%BC
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