열전도율 측정

소개글

실험이론, 실험방법, 결과값, 고찰이 상세히 정리했습니다.
참고로 에이뿔받은 자료입니다. 학번과 이름만적어서 제출해도 됩니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
(1) 열전달 메커니즘
(2) 전도
(3) 열전도도
(4) 평면 벽에서의 정상 열전도
(5) 열 저항 개념
(6) 열 접촉저항
3. 실험장치
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 고 찰

본문내용

(1) 열전달 메커니즘
열역학에서 우리는 열(heat)은 온도차에 의해서 한 시스템에서 다른 곳으로 전달되는 에너지의 형태라고 정의하였다. 열역학적 해석은 시스템이 어떤 평형상태에서 다른 평형상태로 변하는 과정에서 열전달 량을 다루고 있다. 이러한 에너지 전달의 율을 결정하는 과학을 열전달(heat transfer)이라 한다. 열의 형태로 전달되는 에너지는 항상 높은 온도에서 낮은 온도로 전달되며 두 물체의 온도가 같게 되면 열전달은 정지하게 된다.
열읜 전도, 대류 그리고 복사의 세 가지 형태로 전달된다. 모든 열전달은 온도차가 있어야 가능하며, 높은 온도에서 낮은 온도의 물체로 전달된다.

(2) 전도
전도(conduction)는 입자간의 상호작용에 의해서 보다 에너지가 많은 입자에서 에너지가 적은 입자로 에너지가 전달되는 것이다. 전도는 고체, 액체, 기체에서 모두 일어난다. 기체와 액체에서 일어나는 전도는 분자들이 멋대로 움직이는 과정에서 이들의 충돌과 확산에 의한 것이다. 고체의 경우에 전도는 격자 내부 분자의 진동과 자유전자의 에너지 전달에 의한 것이다. 예를 들어, 따듯한 방에 있는 깡통 속의 차가운 음료는 전도에 의해 방안의 열이 알루미늄 깡통으로 전달되어 결국 실내 온도로 데워지게 된다.
전도에 의한 열전달률은 물체의 기하학적 형상, 두께, 재질 그리고 물체를 통한 온도차에 따라 다르다. 우리들은 뜨거운 용기를 유리섬유(단열재)로 감싸주었을 때, 열 손실률이 감소하는 것을 알고 있다. 단열재가 두꺼울수록 열손실은 적어지며 용기(tank)가 있는 방의 온도가 낮을수록 뜨거운 용기는 열을 보다 많이 손실한다. 용기가 크면, 표면적이 증가하고, 따라서 열손실율도 증가한다.

그림 1과 같이 두께 , 표면적이 A인 대형 평면 벽에서 열전달을 고려하자. 벽에서의 온도차 이다. 실험에 의하면 벽에서의 온도차 나 열전달 방향에 수직한 면적 A가 두 배가 되면 열전달률 는 두 배가 되지만, 벽두께 L이 두 배가 되면 열전달 율은 반으로 줄어든다.

참고 자료

기본열전달 - 김 유(McGraw-Hill Korea)
열전달과 응용 - KIRK D. HAGEN(동명사)
화학공학실험 - 성기천외 2명