일반물리학실험 | 금속의 선팽창 계수 측정

 

 

 

TIP

 

 

구리, 놋쇠, 알루미늄 세 가지로 실험을 하여 시간에 따른 온도변화, 시간에 따른 Angular position 변화에 대한 그래프를 측정하는 선팽창 계수를 알아 본다.

 

 

 

대부분의 물체는 온도가 상승함에 따라 그 물체를 형성하고 있는 분자들의 열 운동에 의해 팽창을 한다.따라서 금속 막대는 열을 받으면 그 길이가 늘어날 것이다. 여러 개의 금속 막대를 이용하여 열에 의한 선팽창 계수 α 의 값을 측정할 수 있다. 어떤 금속 막대의 0℃ 의 길이를 L0 라 하면, 온도에 따라 그 길이가 변하므로 t℃ 에서 이 막대의 길이 L은

 

 

으로 나타낼 수 있다. 여기서 α, β, γ , …는 물질의 특성에 관계되는 매우 작은 값의 상수이다. 그러나 β 이하의 항은 α 에 비해 매우 작아서 측정하고자 하는 온도범위 내에서는 무시할 수 있다. 따라서 식(1)은

 

 

또는

 

 

이 된다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 증기발생기에 물을 채운다

 

2) 증기방생기와 시료봉을 고무호스로 연결

 

3) 시료봉을 잘올린 후 실온에서 시료봉의 온도 측정

 

4) 실온에서 시료봉의 길이측정

 

5) 실온에서 다이얼 게이지의 기준 설정

 

6) 온도조절기의 온도 100℃로 설정

 

7) 시료봉을 통과하여 흐르는 증기를 비이커에 담는다

 

8) 최고온도에서 변화된 게이지값 측정(시료봉의 길이 측정)

 

9) 선팽창계수 식을 이용 값을 구하고 실험마무리 한다.

 

 

 

[일반물리학실험] 금속의 선팽창 계수 측정 레포트