고체의 열전도도

소개글

◐ 열전도는 물질의 혼합 이동을 동반하지 않고 구성 분자의 열진동이 순차적으로 전달되어 이루어지는 전열이다. 화학 공업에 있어서는 일반적인 로건설의 기초 계산, 로벽에서의 열손실의 계산, 보온·보냉재의 선정, 화학 장치 내외의 재료의 선택과 같이 여러 가지 단위 조작에 필요한 열전도도가 필요로 되는 경우가 많다. 그러므로 비교적 간단한 장치에 의해 고체 및 액체의 열전도도 측정법을 배우고 또한 측정을 통하여 열전도의 취급법을 익힌다.

목차

1. 제목 (Title)
◈ 고체의 열전도도
2. 목적 (Object)
3. 이론 (Theory)
4. 실험장치 (Apparatus)
5. 실험방법 (Experimental method)
6. 결과 및 고찰 (Result & Observation)
7. 문헌 (Reference)

본문내용

▶고체를 통하여 일어나는 순수한 열전도 식은 Fourier에 의하여 다음 식이 제출 되었다. 이 식은 다음과 같은 관계를 나타낸다. 미소 시간 사이의 열 이동 속도 는 열의 흐름의 방향에 직각으로 측정된 단면적 A 흐름의 방향에 있어서의 온도 변화의 구배 의 곱에 비례한다. 여기서 는 비례 상수로 열전도도라 한다.
여기서 는 시간 내에 이동되는 열량을 나타내고 는 거리를 진행하는 사이에 일어나는 온도차이며 온도 구배()는 負(-)가 되므로 식에서 우변의 부호는 (-)이다. 이 식은 정상 상태 내지 비정상 상태에도 적용된다. 여기서 열전도도()의 차원은 [kcal/m·hr·℃]이다. 그리고 t℃에 있어서 열전도도 라 하고 0℃에 있어서는 라 하자. 대개의 물질은 거의 다음 식과 같은 관계를 가진다. 여기서 는 온도 계수로 대개의 보온 물질에서는 양(+)의 값을 나타내고 금속과 같은 것은 음(-)의 값을 나타낸다. 식 에서 라 하면 q의 단위는 [kcal/hr]로 되며 다음 식과 나타낼 수 있다.
또한 이 식을 정리하여 식에 대입하면 이 된다. 다시 이식을 길이 , 온도를 의 범위로 적분하면 이 된다. 여기서 는 온도 t1 과 t2 사이의 ()이고, (t1-t2)는 로 나타낼 수 있다. 그러므로 식은 로 된다. 고체의 면적 A는 일정하므로 윗 식은 로 정리가 된다. 여기서 L은 열전달이 일어나는 두께를 나타낸다. 윗 식은 대류와 복사가 일어나지 않는 간단한 고체의 열전도도를 측정할 수 있다. 본 실험 장치에서 아래 그림은 열전달 부분중 A, B, C는 열전도도가 알려져 있는 구리(standard cylinder)이며 그 사이에 열전도도를 측정하려는 금속 D 와 E(test piece)가 있다.

참고 자료

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출판사 : (주) 사이텍미디어 (1998년)