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[자연과학] 일반물리학 실험 - 고체의 열팽창실험 결과 보고서

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작성일18-04-17 05:14

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즉 온도 차이에 따른 고체의 선팽창 계수를 구하는 것이 이 실험의 목적이다. 수증기가 들어가고 나오는데 유리하도록 만든 장치가 오히려 그 구조상의 문제로 인하여 관내의 온도를 순간적으로 증감하도록 만들어서 실험을 하는 동안 큰 오차 요인으로 작용하였다. 그러면 일시적으로 온도가 떨어져서 정확한 데이터를 얻기 힘들어진다. 오차를 줄이기 위해 실험을 진행하는 사이의 간격을 조금 더 두고 했었으면 더 나은 값을 얻을 수 있지 않았을까 하는 생각이 든다. 금속의 선팽창 계수가 理論적으로 일정한 상수로 나오는 것과



설명
다.

④ 관 속이 매끄럽지 않고 굴곡이 있다면 그 안에서 수증기가 액화되어 이슬점 이하의 상태에 이르면 물로 된다된다. 이는 금속이 온도의 변화에 따라 그 팽창률이 거의 일정하다는 것을 나타낸다.

2. 실험결과 분석

1) 실험 데이터

실험값
계산값
(mm)
(Ω)
ΔL(mm)

(℃)
(℃)
ΔT(℃)
선팽창계수
황동
750
98400
0.76
12900
25.54
78.50
52.96
19.1
스틸
750
93000
0.55
11500
26.76
79.29
52.53
13.9
알루미늄
750
91400
1.17
11900
26.93
80.06
53.13
29.3
2) 오차 및 오차의 원인

(1) 오차
선팽창계수 실험값
선팽창계수 理論값
오차 (%)
황동
19.1
17.6
8.52
스틸
13.9
12.4
12.10
알루미늄
29.3
23.4
25.21
(2) 오차의 원인

① 용접상의 문제 : 가장 큰 요인이라 할 수 있다. 물이 부족하여 온도변화 영향을 주었을 것이다. 즉 물이 일정한 부분에 고이게 됨으로 인해 관내의 온도가 일정하게 올라 가다가 고인 물로 인한 열 손실 때문에 물의 끓는점이 100℃ 까지 제대로 올라가지 못하는 현상이 발생하였다. 선팽창은 고체의 길이가 온도에 따라 변화하는 것을 말하며, 일반적으로 고체의 체적이 온도에 의해 변화되는 것을 체팽창이라 한다. 그래도 전체적으로 오차가 작게 나온 것 같아 실험을 잘한 것 같다.

② 고무 호스를 비커 쪽으로 하여 수증기를 배출하는 곳에 물이 잘…(skip) 배수가 되지 않고 물이 고일 경우 오차가 발생할 수도 있다고 본다.
실험결과 황동의 값은 상당히 참값에 가깝게 나왔으나 알루미늄의 경우는 오차가 조금 컸다. 또한 수증기가 직접적으로 들어간 부분은 팽창되고 그렇지 않은 부분은 덜 늘어났을 것이다.

⑤ 수증기를 만들어 내는 물이 적당하게 있지 않았던 것 같다. 또한 수증기의 열은 길이 외 부피의 변화에도 영향을 주어 정확한 선팽창의 계수를 측정(measurement)하지 못한 요인이 되었을 것이다.

3. 토의 및 결론

처음 실험을 할 때에는 간단한 실험이라고 생각했다.
금속 막대를 이용하여 열에 의한 선팽창 계수 α의 값을 측정(measurement)하고자 한다. 실험을 끝내고 결과를 계산하고 나니, 이번 실험을 통해서 우리는 황동과 스틸, 알루미늄의 값을 확인했는데, 철의 값을 실험했을 경우 값이 어떻게 나왔을지 궁금하다. 그러나 실험을 하고 보고서를 쓰는 지금, 예상 외로 계산단위가 어려웠다.
실험 결과를 보면 상온으로부터 온도가 늘어남에 따라 금속 시료의 길이가 거의 일정하게 늘어나고 있다는 것을 알 수 있다.
온도가 올라감에 따라 물질이 일정한 비율로 팽창하는 것을 확인하고, 열팽창계를 이용하여 고체재료(황동, 스틸, 알루미늄)의 열팽창 현상을 이해한다.

③ 고체 막대의 순도가 100%인지 불명확하고 처음에 길이를 잴 때 사용하였던 줄자가 그 부정확성으로 인해 측정(measurement)이 불분명했을 가능성이 농후하다.[자연과학] 일반물리학 실험 - 고체의 열팽창실험 결과 보고서





실험결과/물리




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[자연과학] 일반물리학 실험 - 고체의 열팽창실험 결과 보고서

고체의 열팽창실험
1. 실험의 목적

대부분의 물체는 온도가 상승함에 따라 그 물체를 형성하고 있는 분자들의 열운동에 의해 팽창을 한다. 그러므로 마이크로미터 등의 정밀한 측정(measurement) 기구로 재었어야 옳을 것이다. 그냥 처음 길이와 초기 온도. 늘어난 길이와 나중 온도만 측정(measurement)해서 formula(공식)에 대입만 하면 될꺼라는 생각 때문이었다.

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