분야
hwpA. 전도 열전달 실험
1. 실험목적
고체를 통한 열전달은 물질의 특성에 따라 성능이 달라진다. 이는 열을 전달시키는 물체의 능력이 각기 다르기 때문이다. 이러한 능력을 나타낸 지표가 열전도계수(thermal conductivity)이다. 벽돌이나 스티로폼 같이 열전도계수가 작은 물질은 단열재로 쓰이며, 구리 혹은 다이아몬드와 같이 열전도계수가 큰 물질은 열확산체로 사용된다. 열전도계수는 물질의 고유한 특성값으로서, 열전달이 수반하는 기기의 설계 시 중요한 인자이다. 본 실험에서는 열이 1차원 정상상태 조건하에서 열확산에 의하여 전도 열전달되는 실험 과정을 수행하여 전도 열전달 현상을 이해하고, 이 현상을 해석하는 데 가장 중요한 변수인 열전도계수를 이해한다.
2. 실험내용
막대 형태의 금속 시료를 고온부와 저온부 사이에 설치하여 전도 열전달이 일언도록 한다. 시료 주위는 단열재로 둘러싸여 있으므로 길이 방향으로만 열전도가 일어난다. 이는 1차원 열전도이므로 시료에서의 온도분포를 측정하면 거리에 따른 온도분포가 선형적으로 나타나게 된다. 이 데이터를 이용하여 열전도 방정식을 풀어 열전도계수를 계산한다.
