열전도도 측정 실험

소개

열전도도 측정 실험입니다.

목차

▣ 개요(outline)
실험개요
실험목적
측정항목
▣ 이론배경
이론(원리)
온도 그래프 (온도분포)
놋쇠(황동)의 물성값
계산에 필요한 수식(방정식)
▣ 실험장치 및 실험방법
실험장치
실험방법 및 실험시 주의사항
▣ 실험결과
Data 작성
Data 정리
▣ 결론 및 고찰
결과값
결론 및 소감

본문내용

▣ 개요(outline)
실험개요
온도가 다른 두 물체를 접촉하면 고온 물체에서 저온 물체로 온도차에 의해
열평형에 도달할 때까지 두 온도차가 같을 때까지 열전달이 일어난다.
[추진력]
열전달 속도 = ----------------추진력 : 온도차
[열저항]
열전달 속도가 일정하게 되거나 시간에 의해 영향을 받지 않은 때를 정상상태라고
한다. 열전달을 수반하는 대부분의 공업적 조작은 정상상태의 조건에서 수행된다.
실험목적
열량(Q)을 변화시킴에 따라 온도차를 측정함으로써 황동(놋쇠, Cu+Zn 합금)의
열전도도(K) 및 계면열전도도(hc)을 계산할 수 있다.
정상상태에서의 전도에 의한 열전달 기본법칙과 열접촉저항의 개념을 이해할 수 있다.
측정항목
⇒ Bar(평판)에서
① Q(열전달량)에 따른 온도 측정. (온도구배 작성)
② K(열전도도) 계산.
③ 계면열전도도(hc) 및 계면 온도차 계산. 열접촉저항(1/hcA) 계산.
⇒ Disk(실린더)에서
④ Q(열전달량)에 따른 온도 측정



결론 및 소감
실험에 의해서 구해진 황동의 열전도도(1차원 정상상태로 가정하여 구했을 경우. 2-3구간)는 대략 150~200W/m℃임을 알 수 있었다. 이는 문헌에서 찾아볼 수 있는 100~150W/m℃
보다는 크게 측정되었다. 가장 큰 이유는 실험중 외부(주위, 환경)로부터 열을 받아 물체(금속) 내부에 에너지가 발생하여 K값이 더 크게 측정(계산) 되었다.
금속(황동)과 금속(황동)을 접촉하였을 경우 온도차가 심하게 감소함을 알 수 있다.
(5.5W일 때 25.4℃, 6.0W일 때 27.2℃, 6.5W일 때 28.6℃)
경계면에 열접촉저항이 존재함을 알 수 있다.
평판에서는 열이 처음에서 끝까지 전달될 때는 중간 중간에 저항이 작용하여 마지막에 열전도도값이 제일 큼을 알 수 있다. 그러나, 실린더에서는 관(원통) 중앙에서부터 전체적으로 열이 전달되므로 3-4구간에서 제일 크며 일정한 규칙을 찾을 수 없었다

참고자료

· 김병규(유만형) ‘단위조작연습’ 형성출판사 p343, 344
· 김철주(정태용) ‘열전달’ McGraw-Hill Korea p2.3, p67～69, p84～86
· 노윤찬외 5명 ‘단위조작실험’ 진영사 p3-1
· 박동원 ‘화학공학’ 동아대학교출판부 p129～136
· 이화영외 2명 ‘단위조작’ McGraw-Hill Korea p9
· 인터넷 http://eic.changwon.ac.kr/mechalab/lab1/heat/lab1_heat_device1.html