[단국대] 열기관사이클 실험 레포트 A+

목차

1. 실험 요약
1.1 실험목적
1.2 개요

2. 실험 장비 구성

3. 실험 이론
3.1. 사이클 첫 번째 과정
3.2. 사이클 두 번째 과정
3.3 사이클 세 번째 과정
3.4 사이클 네 번째 과정

4. 실험 순서
4.1 실험시 주의 사항

5. 실험 결과
5.1 P_V다이어그램 및 각지점의 온도
5.2 최대 열효율 계산
5.3 열기관의 실제 열효율 계산
5.4 실제일 계산, 기체가 해준 일과 비교
5.5 손실이 발생하는 이유, 실험기구에서 실제 열효율의 개선방안

6. 고찰

7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 요약
1.1 실험 목적
공기 챔버를 뜨거운 물에 넣었을 때 실린더 내부의 공기가 어떻게 팽창하게 되는 지 알아보고, 차가운 물속에 챔버를 담그면 실린더 내부의 기체의 압력과 부피가 원래의 상태로 돌아가게 되는 지 알아보자 그리고 P-V 다이어 그램에서 각 지점을 구분하고 온도 표기를 해보자.

4. 실험 순서
1) 로드(Rod)를 받침대를 먼저 설치한 다음, 로드 클램프를 이용을하여 열기관 장치를 스탠드에 장착한다. 열기관은 피스톤이 위를 향하도록 하여, 스탠드의 밑 부분에 설치하도록 한다.
2) 스탠드 상단에 회전 운동 센서를 설치하고, 3단 풀리의 중간 홈을 조정한다.
3) 피스톤 위쪽에 있는 플랫폼 구멍에 스트링의 한쪽 끝을 통과시키고, 플랫폼 아래의 피스톤 축에 스트링 자체를 묶는다.
4) 반대쪽 끝에 있는 회전운동 센서 3단 풀리의 중간 홈에 감고, 매스 행거(Mass
Hanger)를 매달아 총 35g의 질량체가 되도록 한다. 이는 피스톤에 대한 평형추 역할을 한다.
5) 피스톤자체를 바닥으로부터 2~3cm 가량 떨어진 위치에 놓고, 공기 챔버에 연결된
튜브를 열기관 장치의 한쪽 포트에 끼운다. 또한 압력 센서의 튜브를 열기관 장치의 다른 한쪽 포트에 연결한다.
6) 쿼드 온도 센서,듀얼 압력 센서, 회전 운동 센서를 850 인터페이스의 PASPORT 단자에 각각 연결한다. 듀얼 압력 센서의 경우에는 을 이용하도록 한다. 2개의 스테인리스 스틸 온도 프로브를 쿼드 온도 센서의 1번, 2번 포트에 각각 연결한다. 1번인 포트에 연결된 온도 프로브는 온도가 높은 수조에, 2번인 포트에 연결된 온도 프로브는 온도가 낮은 수조에 각각 넣어 사용할 것이다.
7) 한 개의 플라스틱 용기에 뜨러운 물(약 80℃)을 반쯤 채우고, 다른 한 개의 플라스틱 용기에는 얼음물을 채운다. 약 3L 들이의 수조는 열기관 사이클을 순환하는 동안 고온과 저온을 같은 온도로 유지를 한다.

참고 자료

단국대학교 열기관 사이클 교안
Cengel. Michael A. Boles, 2016, Thermodynamics, McgrawHill, pp280~290
사이언스올, “열기관”https://www.scienceall.com/%ec%97%b4%ea%b8%b0%ea%b4%80heat-engine/?term_slug=, 2022.10.09