선팽창

1. 실험목적
열에 의한 물체의 팽창과 수축을 관찰하고 금속의 선팽창계수를측정한다.

2.이론
① 고체의 길이나 부피는 온도 t의 함수로서 온도의 상승에 따라 증가하기 때문에 t의 멱급수로 표시할 수 있다.

② 즉, (1) I=I0(αt+βt2+γt3… ) 여기서 l는 t = 0`C때의 막대의 길이며, α,β,γ등은 물질의 종류에만 관계되는 매 우 작은 값의 상수이다.

③ β이하의 항은 α에 비해 매우 작아서 우리가 측정하고자 하는 온도 범위 내에서는 무시할 수 있다. 따라서, 위식 I=I0(αt+βt2+γt3… ) 은 또는 α=l-l0 / l0t 이 된다.

④ 이 α는 0`C 와 t`C 사이에서의 평균 선팽창 계수로서, 고체의 경우, 대개 10-5 1/`C정도의 값을 갖는다.

⑤ 그러나. 일일이 0`C때의 길이를 재는 것이 곤란하기 때문에, 임의의 두 온도 t1, t2때의 길이 l1, l2를 측정하여 비교하면
l2 l0(1+at0)
l1 l0(1+at1) 이런식으로 된다

⑥ α2이상의 항을 무시하면 l2 = l1[1+α(t2-t1)]가 된다.

3. 실험방법

① 금속막대의 양쪽 끝을 평평하게 갈아 막대의 길이를 잰 후 그림 2와 같은 선팽창 계수 측정장치에 장치한다.

② 수증기 발생기에 물…(생략)