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열유체공학실험 - 열전달[열전도] 실험

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작성일17-11-27 19:55

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◎열 흐름 방법
열 전달의 세가지 방법으로 열의 흐름이 생긴다 : 전도, 대류, 그리고 복사이다. 곧 한쪽 끝의 진동이 다른 쪽으로 진행하는 전도가 발생한다.

ⅱ.대류
유체가 고체의 표면 위를 흐르고 이들 사이의 온도가 서로 다를 때에는, 액체의
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실험결과/유체역학

열유체공학실험 - 열전달[열전도] 실험

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열유체공학실험 - 열전달[열전도] 실험
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다. 물질에 따라서는 어느 정도 범위의 온도변화에 대한 열전도율의 변화는 충분히 작아서 무시되기도 하지만, 많은 경우에서는 k의 온도에 대한 변화가 의미있는 크기가 된다 절대온도 에 가까운 저온에서는 k가 온도에 따라 매우 빠르게 변화한다. 실제 원자는 서로 충돌하여 인접한 원자를 여기시킨다.


1.열전달의 定義(정의)

열전달은 온도차에 의해 이동하는 열에너지이다. 고체나 액체와 같이 정지한 매질 내에 온도구배가 존재할 때 그 매질을 통해 일어나는 열전달을 전도(conduntion)라 한다. 그러므로 중간 매질이 없어도 온도가 다른 두 표면 사이에서는 복사에 의하여 정미(net)열전달이 일어난다. 잠시 후, 두 탱크는 평형 상태에 도달할 것이다. 두 물질의 질량과 잠복열이 변수가 된다…(drop) . 두 물질이 평형온도에 도달하는 속도는 두 물질간 온도 차와 얼마나 빨리 열이 뜨거운 물질에서 차가운 물질로 전달되는 가에 따라 좌우된다 이 시점에서 바로 단열재가 역할을 하게 된다 두 물질이 평형온도에 도달하는 것은 피할 수 없지만, 단열재는 거기에 도달하는 시간을 연장시켜 준다. 잠시 동안, 알루미늄 봉의 한쪽 끝은 뜨겁고 다른 쪽 끝은 차가운 채로 남아 있는 평형상태에 도달할 것이다. 고체 내부의 입자는 다른 원자에 의해 움직이지 않고 다만 진동을 할 뿐이다. 이 온도에 관해 벌어지는 다른 많은 흥미로운 이론(理論)들이 있따 물질의 파괴나 다른 기묘한 공상과학 소설의 음향 效果(효과) 등이 있지만 아직까지 이것들을 밝혀내기 힘들다. 사람이 “차갑다”라고 말하는 것은, 실제로는 입자가 0 Kelvin 혹은 섭씨 -273.15 ℃인 “절대 영도”에서 진동한 만큼의 양과 비교하였을 때 진동하지 않는다는 것의 상대적인 표현이다.
두 물질이 평형 온도에 도달하기 까지는 여러 변수들이 작용한다. 반면에 온도가 서로 다른 표면과 이동하는 유체 사이에서 일어나는 열전달을 대류(convection)라 한다.
모든 다른 상태와 마찬가지로 열은 평형에 도달하고자 하는 성질이 있따 바꿔 말하면, 한가지 물체가 다른 것보다 뜨거우면, 그 둘은 동일한 온도에 도달하고자 한다는 것이다. 알루미늄 봉에 있는 모든 원자가 동일한 수준으로 여기 될 때까지 연쇄적으로 이 반응이 진행된다
전도는 고체 내부에서만 일어난다는 것을 염두에 두어야 한다. 하나의 매질 내에서 또는 매질사이에서 온도차가 존재할 때는 언제나 열전달이 반드시 일어난다. 피도면이 뜨거울 때, 물질 내부의 분자는 진동한다. 흥미롭게도, 이 온도는 지금까지 측정된 적이 없으며 오직 이론(理論)에 의한 값이라는 것이다. 만약 한 탱크의 수위가 더 높다면 물은 파이프를 통해 수위가 낮은 탱크로 흐를 것이다.

2.열전달 이론(理論)조사

열은 여기된 분자상태의 결과이다.

ⅰ.전도

전도는 고체에서 발생한다. 진동의 강도는 물체가 얼마나 뜨거운가에 의해 定義(정의)이다. 이것은 파이프로 연결된 두 탱크에 담긴 물과 유사하다.

알루미늄 봉을 예로 들면, 봉의 한쪽 끝에 열을 가하면 그 곳에 있는 알루미늄 원자는 진동한다. 전도는 한 고체 내부에서 혹은 두 인접한 고체 사이에 발생할 수 있따 미시적 기준으로 보면 전도는 분자 진동의 확산에 의해 열이 전달되는 것이다. 열전달의 세 번째 형태는 열복사(thermal radiation)이며 유한한 온도의 모든 표면은 전자기파 형태로 에너지를 방사한다. 반대로, 액체 입자는 다른 입자의 움직임에 따라 움직일 수도 있고 진동할 수도 있따

열전도율
공학적으로 이용되는 다양한 물질들의 열전도율의 범위는 매우 큰 폭의 차이를 가지고 있따 열전도율이 매우 큰 금속(구리)과 기체(공기) 사이에는 열전도율 k가 약 정도의 계수 차이를 나타낸다. 이것은 물질 내부의 입자가 전혀 진동하지 않을 때이다.

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