Document
Document
Document
Document
특징
- 막대의 양쪽 끝을 각각 가열, 냉각하여 금속 막대의 온도 변화를 확인할 수 있다.
- 정상 상태에서 열의 흐름을 측정할 수 있다.
- 금속에 따른 열 전도도를 확인할 수 있다.
- Vernier MBL 센서를 이용하여 막대의 온도 변화를 정밀하게 측정할 수 있다.
구성
1. 열전도 K4230-G
: 고 무선 표면온도 센서를 사용한 열전도 실험 세트
2. 열전도 K4230
: 랩퀘스트 인터페이스와 표면온도 센서를 사용한 열전도 실험 세트
실험이론
열의 전도
열의 전도는 주변의 원자 또는 분자 간의 상호작용을 통해 물체의 고온 영역에서 저온 영역으로 열이 전달되는 것 말한다.
끝이 서로 다른 온도로 유지되는 원통형 금속 막대의 경우 시간이 지나면 따뜻한 쪽 끝에서 차가운 쪽 끝까지 균일하게 감소하는 하며 이를 통해 일정한 열 흐름이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
열전도도 실험
단면적이 A인 연전도 로드에서 양쪽 끝을 서로 다른 온도로 dT 시간 동안 유지하면 일정량의 열(dQ)이 로드의 단면을 통과하며 열 흐름(P_Q)이 발생한다. 이러한 상태를 정상 상태 또는 정상류라고 한다.
이때 열의 흐름(P_Q)은 전력(P_el)에서 손실되는 소량의 전력(P_I)을 뺀 값으로 정의할 수 있으며 전력(P_el)은 로드에 가해지는 히터 전압(V)과 전류(I)에 관한 식으로 나타낼 수 있다.
균일한 온도 차가 발생하기 이전의 온도 분포는 T(x,t)에 의해 주어진다. 다음 미분 방정식이 적용됩니다.
위 식을 정리하면 다음과 같다.
그래프 예시
