레포트 물리학 실험 (열팽창예비보고서)

레포트 물리학 실험 (열팽창예비보고서)

[레포트] 물리학 실험 (열팽창예비보고서).hwp

본문 1. 목적 물체는 온도가 증가하면 대부분 팽창하게 된다. 이 실험에서는 증기 발생기를 이용하여 수증기를 발생시키고, 황동관과 강철관 속으로 통과시킴으로써 온도 변화에 따른 물체의 길이 변화를 관측하여 두 물체의 선팽창 계수를 측정하고 관계식과 비교 분석한다. 2. 이론 열팽창이란 온도가 증가하면 물체를 구성하고 있는 원자와 분자들 간의 평균간격이 변화 하기 때문에 물체의 부피가 증가하는 것을 말한다. L0는 온도가 변하기 전 물체의 처음 길이, L은 온도가 변한 후의 물체의 길이라 하면, 온도의 변화 ΔT 동안의 길이 변화 ΔL은 물체의 처음 길이 L0에 비례한다. 따라서 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. ΔL=L-L0=αL0ΔT L=L0+αL0ΔT 이므로 α=ΔL/(L0ΔT) -(1) 이다. 여기서 α는 물질에 따른 선팽창 계수이고 단위는 1/C 이다. 일반적으로 물체의 열팽창은 물체를 구성하고 있는 원자나 분자간의 평균 거리 변화 때문에 생긴다. 이 현상을 이해하기 위해 고체 속의 원자들이 서로 단단한 용수철에 연결되어 있다고 생각해보자. 상온에서 고체 속의 원자는 그들의 평형 위치에서 약 10의 마이너스 11승정도의 진폭과 약 10의 마이너스 13승 정도의 진동수를 가지고 진동하고 있다. 이때 이들 원자 사이의 평균거리는 약 10의 마이너스 10승m 정도이다. 고체의 온도를 높이면 고체 원자는 더 큰 진폭으로 진동하게 되고 원자들 사이의 평균거리도 커지게된다. (더 정확하게 말하면, 고체의 열팽창은 고체 원자의 위치 에너지 곡선의 비대칭성에 의해 나타난다. 만약 진동자들이 완벽하게 조화롭다면 원자의 평균 거리는 진폭에 관계없이 변하지 않을 것이다.) 결과적으로 고체는 이런 과정을 통하여 팽창한다. 만약 어떤 물체의 열팽창 정도가 그물체의 처음 크기에 비하여 충분히 작으면 열팽창에의한 길이 변화는 근사적으로 온도 변화에 비례하게 된다. 대부분의 선팽창 계수 α는 양의 값을 갖는 것에 유의하여야 한다. 이는 온도를 높였을때 길이가 늘어난다는 것을 뜻한다. 그러나 어떤 경우에는 온도를 높였을때 길이가 줄어드는 경우도 있다. 예를들면 방해석(CaCO3)과 같은 물질은 온도를 높였을때 한쪽 방향으로는 팽창하여 한쪽방향으로는 팽창하여 α값이 양이지만 다른 방향으로는 수축하여 α값이 음이다. 더 나아가 어떤 물체의 길이가 온도에 따라 변하기 때문에 면적과 부피도 온도에 따라 변할 것이라는 것을 쉽게 추론 할 수 있다. 3. 실험 방법 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 온도, 물체, 변화, 고체, 평균, 거리