물체의 길이나 부피도 온도에 따라 변하는데 이러한 현상을
선팽창 및 체적팽창이라 부르고
철도레일의 틈을 두는 것도 이런 이유때문이다.
목표
선팽창계수를 정의하고 온도 변화에 따른 선팽창계수를 측정한다.
이론
어떤 고체봉의 0℃에서의 길이를 , ℃및 ℃에서의 길이를
각각 및 라 하고 이 시료의 평균 선팽창계수를 α라 하면
여기서 Δ은 온도변화Δ에 대한 선팽창를 나타낸다.
은 처음 온도일 떄 길이지만 동일한 비례 오차의 측정으로 충분하므로
로서의 막대 전체의 길이를 ㎜정도까지 측정하면 온도에 관계없이 충분하고
Δ는 1 10도 정도로 충분하다.
그러나 늘어난 길이 Δ은 적어도 1 1000㎜까지 정밀히 측정해야 되므로
dial gauge를 사용한다.
도구
증기 발생기 , 시료봉 가열기 , 온도계 , dial gauge , sand paper , 시료봉
방법
시료인 금속막대의 길이를 실온에서 측정한다.
선팽창계수 축정장치의 한쪽끝에는 dial gauge를 부착하고,
다른 쪽에는 시료막대를 접촉시킬 금속 접촉부분이 있다.
막대를 여기에 고정시킨 후 전기와 전구를 사용하여 dial gauge를 막대에
닿으면 전구가 켜지도록 배선을 하고 온도계를막대에 꽂고 온도계의 끝이
막대에 가까히 놓는다.
가열하기 전에 막대와 닿는 그 떄의 마이크로미터눈금과 온도 를 읽는다.
다음은 dial gauge를 의 접점에 간격을 두어 온도 상승에 따라 막대를 팽창할
수 있게 놓고,수증기를 관 속에 통과시켜 막대를 가열한다.
온도가 가 오를때 막대 위치 을 dial guage로 측정하여 길이의 변화 Δ를 측정
한다.
막대를 물로 식혀 이 실험을 반복하여 그 결과를 측정한다.
는 식에 대입하여 구한다.
...
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