고체의 열팽창 실험 실험보고서

1.목적
증기 발생기에서 만들어진 수증기를 금속관(황동관) 안으로 통과시킴으로써 금속관(황동관)의 온도를 변화시킨다. 이러한 온도 변화에 따라서, 금속관의 길이 변화가 관측된다. 이 실험치를 이용하여 금속의 선팽창계수를 결정한다. 여러 금속들의 선팽창계수를 결정하고 이를 통해 금속의 종류에 따른 열팽창 현상을 비교 분석한다.

2.이론
- 열팽창에 대하여
아주 뜨거운 물체에 차가운 냉각제를 뿌리면 표면의 온도는 급격하게 내려간다. 시간이 충분하다면 물체의 내부와 외부간의 전도에 의해 온도가 균일해지겠지만 갑자기 가해진 냉각제에 의해서는 표면만 온도가 내려가게 된다. 이 때 내부는 온도가 높아 팽창되어 있는 상태이고 표면만 냉각되어 수축하게 된다. 이 때 물체의 표면에는 표면 방향으로 강한 인장상태가 된다. 표면만 수축되어 마치 물체를 랩으로 팽팽하게 싼 것과 같은 상황이 되는 것이다. 물체의 표면은 팽팽하게 당겨진 랩처럼 표면방향을 따라 당겨지는 힘을 받게 된다.
물체가 받는 손상의 정도는 물체의 재료성질과 물체의 내부와 외부의 온도차에 의해 결정된다.
우선 물체의 열팽창계수가 아주 작아 0에 가깝다고 한다면 …