부경대학교 화학공학과 화학공학실험/A+/열전도도측정 예비보고서

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 실험 방법
5. 사용 기호
6. 참고문헌

본문내용

1. 실험 제목
고체 열전도도 측정 실험

2. 실험 목적
1) 열 전달 메커니즘을 이해한다.
2) Fourier 법칙을 이해하고 응용한다.
3) 단면적이 일정한 고체 벽, 원관 벽, 여러 층으로 된 고체 벽 및 중공구 벽을 통과하는 열전도에 의한 열 손실을 이해한다.
4) 화학 장치 등의 보온, 보냉 재료에 대한 선택의 기초자료로서 열전도도를 이해하고 그 측정방법을 습득한다.

3. 실험 이론
1) 열전달 (Heat transfer)
두 물체 사이에서 열에너지가 이동하는 것을 뜻하며 열은 항상 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하며 결국 두 물체의 온도가 같아지고 더 이상의 열전달이 발생하지 않는 열평형 상태에 도달한다. 물체에서 열전달 속도는 아래와 같다.
열전달 속도를 높이려면 구동력인 온도차를 크게 하거나, 열저항(heat resistance)을 작게 하면 된다. 열전달의 대표적 경로는 전도, 대류, 복사이다.
온도가 높은 곳에서 이동한 에너지가 온도가 낮은 곳으로 전달될 때 에너지는 보존된다. 물질이 가진 내부 에너지 중 분자, 원자, 전자의 운동 에너지(병진운동, 회전운동 등)가 물체의 온도를 결정한다.

① 전도
서로 다른 온도의 물질들이 접촉할 때 열이 물질의 이동 없이, 고온 물질에서 저온 물질로 전달되는 현상을 뜻한다. Fourier 법칙에 따르면 Heat flux는 온도구배와 그 단면적에 비례한다.

② 대류
물체의 열이 공기를 통하여 다른 곳으로 이동함으로써 열이 전달되는 현상을 뜻한다. 대류 열전달(convection heat transfer)이라고도 한다.

③ 복사
전자기파에 의해 매질을 통하지 않고 열이 전달되는 현상을 말한다. 분자의 진동, 회전운동에 의한 열전달 현상이며 매질을 필요로 하지 않아 빛의 속도로 전달되는 것이 특징이다.

참고 자료

Wikipedia, “Heat transfer”, https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_transfer (21.05.10)
Frank P. Incropera, Principles of Heat and Mass Transfer 8th, WILEY(2019), pp3-4, 6-10
Wikipedia, “Thermal conduction”, https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_conduction (21.05.10)
Frank P. Incropera, Principles of Heat and Mass Transfer 8th, WILEY(2019), pp2-5
Wikipedia, “Thermal resistance”, https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_resistance (21.05.10)
Frank P. Incropera, Principles of Heat and Mass Transfer 8th, WILEY(2019), p12, pp96-100