열공학실험 복사 열전달 실험

목차

1. 실험목적

2. 이론적 배경
(1) 복사에 의한 열전달
(2) Stefan-boltzmann법칙
(3) 복사열전달
(4) 흑체

3. 실험방법
(1) Inverse Square Law for Heat
(2) Stefan-Boltzmann Law

4. 실험결과 및 분석
(1) Inverse Square Law for Heat
(2) Stefan-Boltzmann Law

본문내용

1. 실험목적

전도, 대류, 복사, 여러 가지 형태의 열전달 중 복사는 유체나 고체 등의 중간 매질을 거치지 않고 공간 내에서 빛이나 전자기파의 형태로 열이 전달되는 것을 말한다. 이러한 복사를 통한 열전달은 태양 에너지, 전열기, 난로 등 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있는데, 실험 기구를 이용해 측정한 열전달률로부터 Stefan-Boltzmann의 법칙을 증명해보고, 또, 일정한 표면 성질에서 거리에 따른 열전달률의 차이를 측정하는 실험을 통해 거리와 열전달률과의 관계에 대해서도 알아본다. 위 두 가지의 실험을 수행하고, 결과를 분석하고 고찰하여 복사 열전달에 관한 이해를 돕는 것이 실험의 목표가 될 것이다.

2. 이론적 배경

(1) 복사에 의한 열전달
복사에 의한 에너지 전달은 방사라고도 하는데 전자기파인 경우에는 파장에 따라 열선․가시광선 ․자외선 ․X선 ․선 등으로 분류한다. 고전전기역학에서는 전자기파의 복사가 일어나는 것은, 체렌코프복사를 제외하면, 전하 또는 자기모멘트를 가지는 입자 또는 물체의 운동상태가 가속도로 변할 때에 한정되며, 전기진동에 의해 전파가 방출되고, 또 자유하전입자가 원자핵 등의 강한 전기장에 의하여 그 진행방향이 억제되는 경우이다. 이때 제동복사가 발생한다. 열복사 ․사이클로트론복사 ․싱크로트론복사 등은 복사원 쪽의 조건에 따른 구별이다.
진공에 둘러 쌓인 고체를 고려할 때 진공이므로 이 고체 표면에서의 전도나 대류에 의한 열손실은 일어나지 않는다. 그러나 이 고체는 주위와 열적인 평형 상태에 도달하게 됨을 알 수 있다. 이것은 고체 내부의 에너지가 감소됨을 의미하고 이는 고체 표면에서의 열복사에 의한 방사(emission)의 직접적인 결과이다. 한 물체에서 방사되는 복사 에너지는 Maxwell의 전자파이론에 따라 전자기파(electromagnetic wave)의 형태로 또는 Plank의 가설에 따라 광자(photon)나 양자(quantum)의 입자에 의한 공간내의 투과로 보는 두 가지 개념이 무두 응용된다. 복사는 노출된 표면으로부터 약 1㎛이내의 분자들로부터 나온다. 그러므로 고체나 액체로 부터의 방사는 표면적인 현상으로 간주 될 수 있다.

참고 자료

없음