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열전도도 실험결과보고서

1. 실험방법가) 기기나) 실험방법열전도도 측정 실험 장비1) 실험 장비의 전원을 on하고 물의 높이를 정상상태로 유지한다.2) 온도를 100℃에 맞춘후 온도의 변화가 없을 때까지 기다린다.3) 각 절점의 온도를 측정한다.4) 같은 방법으로 온도가 110℃에서 측정한다.5) 같은 방법으로 각 온도당 한번 더 반복한다.6) 결과를 처리한다.2. 실험결과가) 실험결과나) 결과처리먼저, 표준 열전도도체의 평균 온도차를 계산한다.TRIANGLE T _{R} ``=` {TRIANGLE T _{1,2} `+ TRIANGLE T` _{2,3} +` TRIANGLE T`` _{3,4} + TRIANGLE T _{5,6} `+` TRIANGLE T _{7,8} `+ TRIANGLE T _{8,9} ``+` TRIANGLE T`` _{9,10}} over {7}위의 결과와 주어진 상수값을 이용해서 열전도도를 계산한다.#k _{a`} =k _{R`} ` {TRIANGLE T _{R}} over {TRIANGLE t _{a}} · {L _{a}} over {L _{R}} ```````````````````````````````````````````````````````````k _{b`} =k _{R`} ` {TRIANGLE T _{R}} over {TRIANGLE t _{b}} · {L _{b}} over {L _{R}}##``````````````````````````````````````````````````````````` RARROW ```k``= {L _{b} `-`L _{a}} over {( {L _{b}} over {k _{b}} - {L _{a}} over {k _{a}} )}k``:`시험편의`열전도율##L _{R`} `:`표준`열전도체에서의`길이(30mm)##L _{a`} :`시험편`1의`길이`(4mm)##L _{b} `:`시험편`2의`길이`(2mm)##k _{R} ``:`표준열전도체의`열전도도`(320kcal/m·hr· CENTIGRADE )`##TRIANGLEGLE t _{a}} · {L _{a}} over {L _{R}}#``````````=`320`kcal/m·hr· CENTIGRADE ``· {1.2143 CENTIGRADE ``} over {35 CENTIGRADE ``} · {4mm} over {30mm}#``````````=1.4802`kcal/m·hr· CENTIGRADE `k _{b`} =k _{R`} ` {TRIANGLE T _{R}} over {TRIANGLE t _{b}} · {L _{b}} over {L _{R}}#``````````=`320`kcal/m·hr· CENTIGRADE · {1.2143 CENTIGRADE ``} over {24.5 CENTIGRADE ``} · {2mm} over {30mm}#``````````=1.057kcal/m·hr· CENTIGRADEk``= {L _{b} `-`L _{a}} over {( {L _{b}} over {k _{b}} - {L _{a}} over {k _{a}} )}#```````=` {0.002m`-0.004m} over {( {`0.002m`} over {`1.057kcal/m·hr· CENTIGRADE `} )`-( {`0.004m`} over {`1.48`kcal/m·hr· CENTIGRADE `} )`}#````#```````=2.467kcal/m·hr· CENTIGRADE `#- 100℃ Run2DELTA T _{R} =1.2 CENTIGRADE ,DELTA t _{a} =T _{5} -T _{4} =33.4 CENTIGRADE ,DELTA t _{b} =T _{7} -T _{6} =23.9 CENTIGRADE k _{a`} =k _{R`} ` {TRIANGLE T _{R}} over {TRIANGLE t _{a}} · {L _{a}} over {L _{R}}#``````````=`320`kcal/m·hr· CENTIGRADE ``· {1.2 CENTIGRADE ``} over {33.4 CENTIGRADE ``} · {4mm} ov= {L _{b} `-`L _{a}} over {( {L _{b}} over {k _{b}} - {L _{a}} over {k _{a}} )}#```````=` {0.002m`-0.004m} over {( {`0.002m`} over {`1.071`kcal/m·hr· CENTIGRADE `} )`-( {`0.004m`} over {`1.533`kcal/m·hr· CENTIGRADE `} )`}#````#```````=2.695kcal/m·hr· CENTIGRADE `#- 110℃ Run1DELTA T _{R} =2.0286 CENTIGRADE ,DELTA t _{a} =T _{5} -T _{4} =32.8 CENTIGRADE ,DELTA t _{b} =T _{7} -T _{6} =27.3 CENTIGRADE k _{a`} =k _{R`} ` {TRIANGLE T _{R}} over {TRIANGLE t _{a}} · {L _{a}} over {L _{R}}#``````````=`320`kcal/m·hr· CENTIGRADE ``· {2.0286 CENTIGRADE ``} over {32.8 CENTIGRADE ``} · {4mm} over {30mm}#``````````=2.638kcal/m·hr· CENTIGRADE `k _{b`} =k _{R`} ` {TRIANGLE T _{R}} over {TRIANGLE t _{b}} · {L _{b}} over {L _{R}}#``````````=`320`kcal/m·hr· CENTIGRADE · {2.0286 CENTIGRADE ``} over {27.3 CENTIGRADE ``} · {2mm} over {30mm}#``````````=1.585kcal/m·hr· CENTIGRADEk``= {L _{b} `-`L _{a}} over {( {L _{b}} over {k _{b}} - {L _{a}} over {k _{a}} )}#```````=` {0.002m`-0.004m} over {( {`0.002m`} overk _{R`} ` {TRIANGLE T _{R}} over {TRIANGLE t _{a}} · {L _{a}} over {L _{R}}#``````````=`320`kcal/m·hr· CENTIGRADE ``· {1.3286 CENTIGRADE ``} over {37.6 CENTIGRADE ``} · {4mm} over {30mm}#``````````=1`.507kcal/m·hr· CENTIGRADE `k _{b`} =k _{R`} ` {TRIANGLE T _{R}} over {TRIANGLE t _{b}} · {L _{b}} over {L _{R}}#``````````=`320`kcal/m·hr· CENTIGRADE · {1.3286 CENTIGRADE ``} over {27.1 CENTIGRADE ``} · {2mm} over {30mm}#``````````=1.045kcal/m·hr· CENTIGRADEk``= {L _{b} `-`L _{a}} over {( {L _{b}} over {k _{b}} - {L _{a}} over {k _{a}} )}#```````=` {0.002m`-0.004m} over {( {`0.002m`} over {`1.045`kcal/m·hr· CENTIGRADE `} )`-( {`0.004m`} over {`1.507`kcal/m·hr· CENTIGRADE `} )`}#````#```````=2.127kcal/m·hr· CENTIGRADE `#3. 실험결과 요약결과는 아래와 같이 나왔다.4. 실험고찰- 최민석이번 실험은 간단한 실험장비로 물질의 열전도도를 측정하는 실험과 기체의 확산계수를 측정하는 실험이었다.열전도도는 100℃, 110℃에서 각 2회씩 실험을 진행하였다. 결과를 보았을 때, 110℃ 첫 번째 실험은 다른 값에 비해 k값이 작게 나왔다. 이는 절점 3과 4의 온도차이가 다른 실험에 비해 굉장히 크게 나왔기 때문이다. 이 점을 보아, 이 부근에서 온도측정에 오차가 난 것으로 생각된다. 오차는 T4에서 발생했을 것으이다. 정상상태는 시간에 따라 변수가 변함이 없는 것을 말한다. 이 실험의 정상상태 조건을 맞춰주기 위해서는 실험장비 맨 위에 있는 유량을 맞춰주는 것이다. 아래에 있는 장비의 밸브를 이용해서 들어가는 량과 나오는 량이 일치하도록 제일 맞춰주는 것이 관건이었다. 쉬워 보이면서도 굉장히 정교함과 미세함이 필요하기 때문에 생각보다 시간이 오래 걸렸다. 그리고 2분마다 2회씩 온도를 측정하여 결과 데이터를 도출해내었다. 결과값을 보면 실제 이론값과 우리가 실험하여 얻은 결과값에 차이가 있었다. 오차의 원인을 찾아보았다.먼저, 제일 관건이었던 유량에서 오차가 발생했을 것이다. 들어가는 량과 나오는 량을 맞춘다 해도 사람의 손길과 눈을 거치기 때문에 기계만큼 정교하진 못했을 것이다. 그리고 육안으로 보기에는 일정해 보이지만 실제는 아니기 때문에 수면이 낮아지거나 실험도중 들어가는 량을 증가시키기도 했기 때문에 정상상태의 조건이 일치하지 않았다고 본다.둘째, 온도를 측정하면서 일정해야 하는 온도를 정확히 찾지 못했다. 온도가 주위환경과 장비의 약간의 문제로 인해 일정하게 머무르지 않고 변화하는 값을 중간값으로 하여 측정하였기 때문에 여기서도 오차가 발생한 것 같다.- 조은희확산의 경우에는 실험장비가 고장나서 직접적인 실험은 할 수 없었지만, 간단하게 실험결과 Data를 처리하면서, 확산 계수를 어떻게 계산하는지를 알 수 있었다.이번실험의 목적은 고체의열전도 현상을 측정해보고 이를 통해 1차원 정상상태 열전도에 대해 알아보고 Fourier식을 사용하여 열전도도 k를 구함으로써, 열전도 현상을 해석하는 것이었다.우리는 계기판의 온도를 100℃로 맞추고 온도에 도달할 때 까지 기다린 후에 T1~T10까지의 온도를 두 번씩 측정하고 마찬가지로 110℃일 때 의 T1~T10도 두 번 측정하였다.실험결과 구해본 k값을 비교해보면 100도 일 때가 더 큰 값이 나온 것을 볼 수 있는데 이러한 오차가 나온 이유는 기준편과 시편사이의 접촉면에는 미세한 틈이 존재하는데 틈 사이의 공기층 이다.

공학/기술| 2012.12.03| 6페이지| 1,000원| 조회(642)

열전달, 전도, 열전도도, 열전달실험

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활성탄 흡착에 의한 메틸렌 블루 농도 측정 실험 결과보고서

1. 실험방법가) 기기 및 시약나) 실험방법Visible spectrophotometer (흡광광도계), 교반기, 마그네틱 bar증류수, 메틸렌 블루, 분말 활성탄1) 메틸렌 블루 시액 제조(증류수 500ml + 메틸렌블루 0.05g)2) 시액에 활성탄 3g을 넣고 일정한 RPM으로 교반시킨다.(250RPM)3) 0분부터 3분 간격으로 시료샘플을 채취한다.4) 흡광광도계로부터 흡광도를 측정, 기록한다.5) 결과를 처리한다.2. 실험결과가) 실험결과나) 결과처리위 사진과 같이 시간에 따른 흡광도가 나왔다.① 우리가 사용한 메틸렌 블루 용액의 농도를 구한다사용한 증류수의 양500ml사용한 메틸렌 블루의 질량 / 몰수(C16H18N3SCl?3H2O : 분자량 373.88g)0.05g / 1.3373E-4 mol메틸렌 블루 시액의 몰농도(mol/L)=② 메틸렌 블루의 흡광도에 따른 농도를 계산한다.메틸렌 블루의 농도가 0(증류수)와 초기 농도(0.0002675mol/L)를 이용해,흡착이 1차식이라고 가정하면 아래와 같은 흡광도에 따른 농도식을 구했다.( y:흡광도, x:몰농도 )위 식을 이용해 계산한 농도를 아래의 표로 정리하였다.3. 실험결론4. 결과요약5. 고찰 및 결론③ 메틸렌 블루의 농도를 이용해 활성탄에 흡착된 메틸렌 블루의 양을 계산한다.1) Fruendlich 등온식(여기서 X : 메틸렌블루의 흡착된 질량, M : 흡착제(Carbon)의 질량, C : 농도)위 데이터를 아래 그래프로 도식화 하였다.이 그래프를 1차식에 Fitting 하였고, 이를 Fruendlich 등온식과 비교하면,= -7.6648,=-1.4305 임을 알 수 있다.따라서, 이 실험에서의 Fruendlich 등온식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.=2) Langmuir 등온식( 이때, a,b : 상수, C : 농도)이 그래프를 1차식에 Fitting 하였고, 이를 Langmuir 등온식과 비교하면,=-0.0038,=0.000001,=-0.003799따라서 이 실험을 통해 얻은 Langmuir 등온식은=1) Fruendlich 등온식=2) Langmuir 등온식=3) 시간에 따라 메틸렌 블루의 흡착량은 증가하였다.조은희 : 이번 실험은 메틸렌 블루 염료가 활성탄에 흡착할 때, 흡착등온식에 잘 따르는지를 알아보는 실험이었다. 먼저 온도에 따른 흡착에 대한 비교를 해보았을때Freundlich 흡착등온식 으로 그린 그래프를 비교해보면 아래와 같다.흡착재 질량을 고정 시키고, 시간이 지나면서 흡착된 질량이 커질수록(log(X/M)가 커질수록) 용액속의 메틸렌 블루의 농도는 줄어듦을 알 수 있다. Langmuir 등온식을 그래프로 나타냈을 때도 동일하게 나타났다.이렇게 결과 값이 나온 것을 보면 시간이 지날수록 메틸렌 블루염료가 활성탄에 흡착되는 양이 증가함을 알 수 있다.실험결과는 대체적으로 만족스럽게 시간에 따라 흡착되는 정도도 커지는 방향으로 잘 나왔으나 그래프가 정확하게 직선 모양이 되지 않는 것을 볼 수 있다. 이렇게 오차가 생긴 이유로는1.농도를 측정하려고 용액을 유출 할때 유출속도가 다 달랐다.-사람이 유출 하는 것이기 때문에, 정확할 수 없었다. 기계로 유출을 하는 방법이 가장 정확하겠지만, 정확하게 유출 할 수 있도록 한다면 오차가 줄어들 것이다.2.정확한 시간에 잴 수 없었다.-용액을 유출한 후 실험 장치까지 거리가 조금 있어, 정확한 시간을 지키지 못했다. 이것을 해결하려면 정확한 시간, 정확한 타이밍에 실험해야 한다.3.용액과 흡착재의 매우 작은 오차가 있었다.4.실험에 영향을 주는 실험실의 온도가 조금씩 달랐다.-온도가 높을수록 흡착보다는 탈착이 더 잘 되는데, 아무래도 온도가 절밀하게 일정한 공간이 아니기 때문에 조금의 오차가 생겼을 수 있다. 이런 것을 해결 하려면 일정 온도를 유지하고 있는 실험실에서 실험을 해야 할 것이다.5.흡착은 발열반응인데, 흡착을 하면서 온도가 높아졌다.-흡착의 반응은 이것이 물리흡착이던 화학흡착이든지 대부분이 발열반응이다. 흡착열을 외부로 방출함으로써 흡착되는 상태가 안정화된다. 그렇다면 흡착이 되면서 열이 발생한다는 것이 된다. 이것으로 인해 온도가 증가할 수 있는 것이다.6.활성탄이 골고루 퍼지지 않았다.-만약 활성탄이 고루 펴지지 않아서 한 곳의 활성탄의 두께가 얇다면 용액은 그 쪽으로 흐르게 된다. 이렇게 되면 용액 이 활성탄에 고루 충분히 흡착이 되지를 못하고 그냥 흘러나오게 된다. 이렇게 되면 넣어준 활성탄 보다 작은 양밖에 흡착에 참여하지 못하게7.흡착 등온식이라는 것들은 경험에 의한 식이므로 반드시 모든실험값과 일치할 수는 없다.이런 여러 가지 오차원인이 있고, 그에 따른 해결방법들을 생각해 보았다. 이번 실험을 통해서 흡착에 대한 여러 가지 이론지식들을 알게 되었고, 흡착에 많은 것들이 영향을 끼친다는 것, 특히 시간에 따라 흡착량이 커진 다는 것을 알게 되었다. 생활 속에서 흡착이 쓰이는 대표적인 예는 자동차 배기가스를 들 수 있다. 유해물질을 머플러안의 촉매반응으로 흡착한다. 또 공기 청정기에서 흡착을 이용하는 경우, 물을 정수 할 때에도 흡착을 이용하는 경우 등 흡착의 다양한 예를 볼 수 있다.최가람 : 이번 실험은 메틸렌블루 수용액에 활성탄을 넣어 메틸렌 블루를 흡착시켜 흡광도의 변화를 측정하는 실험이었다. 실험의 전반적인 진행 과정은 컴퓨터 소프트웨어를 활용하여 흡광도를 3분마다 6회 측정을 하는 것이다. 이때 메틸렌블루 수용액은 육안으로 보아도 시간이 지날수록 색이 옅어지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 원인은 실험에 의한 측정값에서 보면 알 수 있다. 흡광도와 메틸렌블루의 농도가 시간에 따라 감소하기 때문인 것이다. 바꿔 말하면 교반 시간이 증가함에 따라 메틸렌블루와 활성탄의 흡착량이 많아지는 것을 의미하게 된다.실험을 하는 과정에 있어서 흡광도 값을 측정하는 것은 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 값을 구해야 한다. 그런데 이번 실험을 수행함에 있어서 소프트웨어에 대한 충분한 정보를 숙지하고 있지 못하여 재실험을 하였다. 실험을 수행함에 있어 실험 기구의 사용법, 실험에 필요한 소프트웨어에 대한 이해가 얼마나 중요한지 다시한번 알게 되었다.이번 실험에 있어 발생할 수 있는 오차의 원인에 대해 생각해보았다. 우선 기본적인 시약의 무게 측정과정에 있어 측정에 오차가 있을 수 있다. 또, 교반 시간을 정확하게 측정할 수 없기 때문에 시간에 대한 오차가 있을 수 있다. 그리고 흡광도를 측정하기 위해 시료를 추출하는 과정에서 활성탄 부스러기가 섞여 흡광도에 영향을 줄 수 있다. 실험을 수행할 때 위 사항들에 대해서는 오차를 최대한 줄이기 위해 주의를 많이 기울였으나 실험값에 영향을 줄 수밖에 없었다고 생각 된다.이번 실험을 수행하면서 화학적 흡착이라는 개념에 대한 이해를 할 수 있었고, 흡광도를 측정하는 컴퓨터 소프트웨어의 사용법을 숙지할 수 있게 되었다.최민석 : 이번 실험은 활성탄에 흡착되는 메틸렌 블루의 양을 시간에 따라 변화하는 것을 측정하는 실험이었다.실험 전에 예상했던 것과 같이 시간이 지남에 따라서, 메틸렌 블루 용액의 색은 옅어졌다. 이것을 수치화하기 위해서, 흡광광도계라는 기구를 사용해 흡광도를 측정했고, 이것을 이용해 메틸렌 블루의 농도를 알 수 있었다.사실 정말 쉽고 간단한 실험이었지만, 흡광광도계의 사용이 익숙치 않아서 세 번의 실험을 하게되었다. 그 이유는 증류수의 흡광도를 측정하지 않고 실험을 시작하게 되어서, 영점을 제대로 맞추지 않아 그 수치가 다르게 나오게 되어서였다.기기 사용시 파장을 660nm로 조정을 해서 사용하였는데, 왜 그런지 조사를 해보니, 메틸렌 블루의 파란색에 대해서 660nm의 범위의 파장이 가장 잘 흡수가 되어서였다. 여러 범위의 파장에서 메틸렌 블루용액에 가장 잘 흡수되는 파장을 찾는 실험도 같이 했으면 좋았을 것 같다.

공학/기술| 2012.12.03| 7페이지| 1,000원| 조회(1,981)

활성탄, 흡착, 흡착실험, 메틸렌블루

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복사 열전달 실험 발표 자료입니다.

화학공학과 6 조 발표자 : 복사열 전달 이론 및 실험 1 . 실험의 목적 2. 실험의 이론 3. 실험의 방법 목 차 01 열의 전달이란 ? 실험의 목적 열 에너지의 이동현상을 의미 열전달의 종류 열전도 열대류 열복 사 매질의 존재 유 / 무 01 복사 열전달 실험의 목적 • 중간 매질을 거치지 않음 • 빛이나 전자기파를 통해 열이 전달되는 현상 복사 열전달 실험의 목적 • 복사의 원리 이해 • 복사 열전달의 특성을 결정짓는 요소 파악 02 이론적 배경 실험의 이론 • 절대 0 도보다 높은 온도의 물체는 복사열을 방출 • 대부분 전자기파의 형태로 방출 • 표면의 성질과 온도에 따라 파장이 변화 • 대부분의 고체는 복사에 불투명체 02 용어 정리 실험의 이론 방사 (Emission) 복사에 의한 에너지 전달 방식을 일컫는 말 불투명체 복사에너지를 투과시키지 못하는 물질 흑체 받은 복사에너지를 전부 흡수하는 물질 02 관련 법칙 및 수식정리 실험의 이론 Stefan- boltzmann 법칙 절대온도 T s 의 표면에서 방출하는 최대 복사율을 계산

공학/기술| 2012.11.04| 17페이지| 1,500원| 조회(127)

복사열전달, 복사열, 복사열 PPT

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