[자연과학]물리학실험 - 열 전도도

실험 결과 보고서
제목열전도도실험날짜실험 조소속학번이름
실험 목적
고체의 열전도도 측정을 통하여 열전도 현상 및 열전도 방정식을 이해하고 고체 내에서 전도되는 열량의 측정 방법을 익힌다.
이론
물체를 통하여 전달된 열량은 다음의 식으로 나타낼 수 있다.
즉,
여기서 는 전도된 전체 에너지, 는 열이 통과하는 단면적, 는 물체의 양끝면 사이의 온도차, 는 전도 시간, 는 물체의 두께 등을 의미하며 비례상수 는 주어진 물체의 열전도도로 정의된다.
위의 식으로부터
로 나타낼 수 있으므로 우변의 여러 변수를 측정하면 를 구할 수 있다.
측정하고자 하는 고체를 얇은 판 형태로 제작하여 한쪽 면은 수증기에 접하게 함으로써 100℃를 유지하고 다른 면은 얼음에 접하여 0℃를 유지하면 = 100℃로 만들 수 있으며, 이때 전도된 열량은 녹은 얼음의 양에 80를 곱하여 계산할 수 있다.
즉,
로 주어진다.
실험 방법

① 얼음주형(mold)에 물을 채우고 얼린다.

② 시료의 두께 h를 측정하고 기록한다.

③ 그림 2-1과 같이 장치도를 꾸미고 steam chamber위에 시료를 놓는다.

④ 얼음의 직경 를 측정하여 기록하고 얼음을 시료 위에 놓는다.

⑤ 얼음이 녹아서 시료와 완전히 접촉될 때까지 몇 분동안 기다린다.

⑥ 녹은 얼음을 담을 용기의 질량을 측정한 후에 시간 (약 10분 정도)동안 녹은 물을 모으고 전체 질량을 측정하여 기록하면 녹은 얼음의 질량 을 계산할 수 있다.

⑦ steam chamber에 증기를 발생시켜서 온도가 안정될 때까지 기다린 후에 용기를 비우고 실험의 ⑥과정을 되풀이하여 녹은 얼음 질량 , 걸린 시간 를 기록한다.

⑧ 얼음의 직경 를 다시 한 번 측정한다.

⑨ 로부터 평균값 를 계산하여 면적 A를 구한다.

⑩ 증기를 발생시키기 전후의 얼음의 녹는 율 를 계산하여 (온 도 차이에 의한 순수율) = 를 구하면

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