해피레포트 - 재료공학의 이동현상개론(개스켈) 과제

카테고리 : 레포트 > 공학,기술계열 파일이름 :재료이동현상론.pdf 문서분량 : 7 page 등록인 : nav129526 문서뷰어 : 아크로뱃리더프로그램 등록/수정일 : 20.12.31 / 20.12.31 구매평가 : 다운로드수 : 1 판매가격 : 1,300 원

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본문일부/목차
문제 1-1). Fe 88g, Cr 12g으로 되어 있는 어떤 금속재료가 있다. 이 재료의 용매원자와 용질원자의 농도를 각각 무게백분율, 원자백분율, 몰분율로 표시하 라. 문제 1-2). 확산에서는 확산하는 원자의 양을 종종 단위체적당 원자개수로 나 타낸다. Fe 88g, Cr 12g으로 되어 있는 어떤 금속재료 1cm3 에 Fe 원자와 Cr 원자가 각각 몇 개가 있나? 문제 2). 침입형 용질원자와 치환형 용질원자가 용매원자에 어떻게 고용되는지 비교 설명하라. 문제 3) 교과서 p. 538, 식 (10.5)에 따르면 무질서한 걸음에 의하여 최종적으로 원자가 이동한 거리는 시간의 제곱근에 비례한다. 교과서를 참조하여 이것을 증명하라. 문제 4-1) 교과서 p. 538을 참고하여 Fick 확산1법칙을 유도하라. 문제 4-2) Fick 확산1법칙에서 J는 원자플럭스 (atom flux, 혹은 원자유속), D는 확산계수 (diffusivity)를 뜻한다. 각각이 무엇을 뜻하는지 이해하고 단위를 표시하라. 문제 4-3) 원자플럭스를 나타내는 J의 부호가 negative인 이유를 설명하라. 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하기 때문에 그래프로 나타내면 y=-x의 그래프로 나타난다. 따라서 J의 부호가 negative이다. 문제 4-4) 어떤 재료가 있다. 표면에서 X축으로 1mm 떨어진 곳에서 용질원자 탄소의 농도가 5 at%이고, 2mm 떨어진 곳에서 4 at%이다. 즉 농도구배가 존재한다. 탄소는 X축만으로 확산한다고 가정하여 이러한 농도구배에 따른 탄소원자의 플럭스를 계산하라. 단 답에서 플럭스의 단위를 원자개수/cm2·s으로 나타내어라. 계산에서 탄소원자의 확산계수는 2.98x10-7cm2/s을 사용하라. 문제5) 교과서 p. 540, 예제 10.1을 직접 풀어보라. 문제 6) 교과서 10.4절에는 비정상상태에서 시간에 따른 농도변화를 나타내는 Fick 확산2법칙이 설명되어 있다. 이것을 참조하여 Fick 확산2법칙을 유도하라 (식 10.12, 식 10.13). 교과서에 있는 검사체적이라는 말은 시간에 따라 물리량이 변하지 않는 재료 내의 아주 작은 체적을 말한다. 문제 7) 교과서를 참조하여 오차함수, 여오차함수 (complementary error function)에 대하여 설명하라. 문제 8-1) 교과서 p. 546을 보면 식의 해를 구하는 과정에 경계조건이 있다. 이 경계조건이라는 것은 무엇일까? 왜 이 조건이 필요할까? 문제 8-2) 최종 해를 사용하여 교과서 예제 10.3을 스스로 풀어보라. 먼저 교과서에 있는 것처럼 1, 6, 12, 24시간 이외에 4시간 후의 농도분포를 그림으로 그려라 (그림 10.8 참조). 문제 8-3) 그림을 보고 이러한 경우를 왜 반무한 막대의 확산이라고 부르는지 생각해보자. 공간변수의 영역이 반만 무한이기 때문에 반무한 막대의 확산이라고 부른다. 문제 8-4) 문제 (a), (b)를 풀어라. 문제 (b)에서 X=8mm 대신 X=0.8mm로 수정하여 풀어라. 문제 8-5) 만약 위치 1.6mm에서 C/CS가 0.5가 되려면 확산시간이 얼마나 걸리나? 이 답을 문제 (b)의 답과 비교하라. 확산하는 거리와 시간과의 관계는 어떤 관계를 보이나? 이 관계를 위의 문제 3과 연관시켜 생각해 보라. 문제 9-1) 생략 문제 9-2) 만약 왼쪽에 순철이 아니고 용질원자인 탄소농도가 C1이고 오른쪽에 탄소농도가 C2인 철로 확산쌍을 만들었다면 이 경우 해는 어떻게 표현될까?

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