열팽창에 의한 물체의 팽창비율은 보통 일정한 압력하에서 온도가 1℃ 올라갈 때마다의 부피 증가율로 표시한다. 이것을 그 물체의 체적팽창계수 또는 팽창계수·팽창률이라 한다. 고체의 경우, 대부분 부피의 증가보다 길이의 증가가 문제되므로 길이의 증가율인 선팽창계수를 많이 사용한다. 등방체의 경우, 체적팽창계수는 선팽창계수의 약 3배이다. 팽창계수의 값은 일반적으로 고체·액체·기체 순으로 커진다. 이상기체의 경우에는 그 값이 압력과 온도에 관계없이 약 0.00367(1/273)이다.
실제 기체도 이 값에 가깝지만 기체 종류와 압력 및 온도에 따라 그 값이 달라질 수 있다. 또 고체 중에서도 석영, 유리 등은 팽창계수가 작은 것으로 알려져 있으며, 인바(invar:철 64%, 니켈 36%의 합금)는 온도변화에 의한 신축현상이 잘 나타나지 않기 때문에 시계나 정밀도를 요구하는 자 등 재료로 사용한다. 액체의 경우에는 액체 자체의 팽창 외에도 용기의 팽창도 함께 고려해야 한다.
⑵.선팽창계수
온도가 1℃ 변화할 때 재료의 단위길이당 길이의 변화이다. 고체의 길이가 온도에 따라 변화하는 것을 말한다. 선팽창계수는 좁은 온도범위에서는 정수로 간주되지만 일반적으로 넓은 온도범위에서는 정수가 아니다. 따라서 실측한 곡선 중 직선에 근접할 수 있는 온도범위를 지정하여 그 중에서 통용하는 선팽창계수로써 평균선팽창계수를 이용한다. 또한 이방성을 갖는 고체의 경우, 방향에 따라 다른 선팽창계수의 평균값을 평균선 팽창계수라고 한다. 선팽창계수가 크다는 것은 온도가 변할 경우 재료의 크기가 심하게 변한다는 의미이므로 재료선택, 특히 전자제품 등 소재를 선택할 때 중요한 항목이다.
고체의 선팽창계수 측정1. 목적마이크로미터를 이용하여 여러 가지 금속막대의 선팽창계수를 측정한다.2. 원리대부분의 물질은 가열하면 팽창하고, 식히면 수축한다. 그러나 팽창 또는 수축하는 율은 물 질에 따라 다르다.대부분의 고체들의 길이의 변화량ΔL은 온도의 변화량 ΔT에 비례한다는 것이 실험적으로 알려져 있다. 또 길이의 변화량은 물체의 원래 길이 rm L0에도 비례한다. 즉,rm ΔL=αL0 ΔT로 쓸 수 있다. 여기서 비례상수 α를 선팽창계수
고체의 선팽창 계수의 측정실험 목적 : 금속의 온도에 따른 선팽창 계수를 측정한다.실험 이론(1) 위치 에너지원자들이 바둑판 식의 격자로 연결되어 있는 고체라고 생각해 보면 원자들은 격자점을 중심으로 진동을 하고, 온도가 올라가면 내부에너지가 증가하여 원자들이 크게 진동하게 된다. 고체의 부피가 증가한다는 것은 격자점 간격이 늘어난다는 것인데, 이 간격이 일어나는 이유는 고체 원자들은 전자들과 핵 속의 양성자들에
고체의 선팽창 계수 측정 실험 결과(1) 철측 정 시결과 처리시온도(℃)눈금(mm)온도(℃)늘어난 길이(mm)1006.221000.79906.31900.50806.40800.41706.49700.32606.57600.24506.65500.16406.73400.08306.81300시료의 길이 : 0.7 m선팽창 계수 : 1.17*10-5/℃이 론 값 : 1.17*10-5/℃ 그 래 프측 정 시결과 처리시온도(℃)눈금(mm)온도(℃)늘어난 길이(mm)1006.391001.11906.58900.92806.74800.76706.90700.60607.05600.45507.20500.30407.35400.15307.
고체의 선팽창 계수 측정 실험 결과(1) 철측 정 시결과 처리시온도(℃)눈금(mm)온도(℃)늘어난 길이(mm)1006.221000.79906.31900.50806.40800.41706.49700.32606.57600.24506.65500.16406.73400.08306.81300시료의 길이 : 0.7 m선팽창 계수 : 1.17*10-5/℃이 론 값 : 1.17*10-5/℃ 그 래 프측 정 시결과 처리시온도(℃)눈금(mm)온도(℃)늘어난 길이(mm)1006.391001.11906.58900.92806.74800.76706.90700.60607.05600.45507.20500.30407.35400.15307.
실험 예비 보고서5-1 고체의 선팽창 계수1. 이 실험의 목적은 무엇인가?선팽창 측정장치를 이용하여 몇 종류 금속막대의 선팽창계수를 측정한다.2. 측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.1. 선팽창철 막대 같은 고체도 열을 가하면 늘어나는 것일까?철 막대의 한 쪽 끝을 고정시켜 놓고 다른 끝을 평행한 받침대 위에 놓는다. 그리고 받 침대와 철 막대 사이에 가는 바늘을 놓고, 그 바늘 끝에는
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hwp (아래아한글2002)
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