2007-08-31
org.kosen.entty.User@583e445e
김양수(dlinka)
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일반적으로 온도가 올라가면 분자의 운동량도 증가하고, 열팽창이 발생합니다.
그런데, 유리가 1기압의 물 100℃ 안에 있을때, 1기압의 공기 100℃ 안에 있을때,
희박기체 상태(약 300mTorr)의 공기 100℃에 있을때, 열팽창량이 각각 다를것 같은데
이를 어떻게 해석해야 할까요?
- energy
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답변 2
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답변
안길홍님의 답변
2007-09-01- 0
PV/T=constant로써 물안에 있든 공기중에 있든 V∝T/P로써 온도와 압력이 같기 때문에 체적은 동일하나,희박한 공기중에서는 상대적으로 P가 적기 때문에 앞서보다 체적이 상대적으로 크짐. -
답변
김형준님의 답변
2007-09-04- 0
>일반적으로 온도가 올라가면 분자의 운동량도 증가하고, 열팽창이 발생합니다. >그런데, 유리가 1기압의 물 100℃ 안에 있을때, 1기압의 공기 100℃ 안에 있을때, >희박기체 상태(약 300mTorr)의 공기 100℃에 있을때, 열팽창량이 각각 다를것 같은데 >이를 어떻게 해석해야 할까요? 열팽창계수는 단순히 Δℓ/ℓ/℃의 관계식을 가지고, 말씀하신 열팽량은 Δℓ/ℓ과 ΔV/V의 관계로 표현될 수 있겠습니다. 앞서 답하신 분과 같은 의견이지만, 이러한 관계식들이 모두 대기압을 기준으로 작성된 것이므로, 특별히 진공상태에서와 같은 경우를 고민한 것은 아니죠. 일단 제 기본적인 생각은 차이는 날 것으로 생각됩니다만, 그렇게 크게 고민할 거리는 아닐 거 같습니다. 대기압중의 유리의 열팽창계수는 소다라임의 경우가 9.2x10^-6/℃수준으로 1m짜리 길이의 유리봉이 1℃변화에 대략 1㎛정도 변화한다고 고려하면 100도씨 올라가게 되면 0.1mm정도 변화가 발생합니다. 진공중에서 0.1mm보다는 조금 크겠지만, 어느 정도 차이가 더 날지는 고민을 더해봐야겠지요. 그러나 0.1mm보다 수 ㎛정도 더 늘어날 거 같기는 합니다만, 이게 문제로 여길 수 있는 수준인지는 질문하신 분의 몫이겠지요. 어떤 이유에서 질문을 하셨는지는 모르겠지만, 실제 상황에서 고려해야 할 정도의 큰 문제가 되려면 기계나 부품 설계에 고려하는 치수 margin을 예측하시는 것이 좋겠지요. 유리 구성 원소들간의 결합력과 외부의 대기압간의 관계를 고려하시면 될 거 같습니다. 유리는 기본적으로 공유결합이 강한 물질이라 생각보다 쉽게 변화가 발생하기 어렵습니다. 진공중에 치수 변화에 민감하다면 석영유리를 고민해 보십시요. 거의 열팽창계수가 0에 가깝기 때문에 앞서 고민하시는 부분에 대해서는 해소되실 수 있을 거 같네요.