2009-05-22
org.kosen.entty.User@6ebdd1a4
손규용(faisos)
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열전도도와 비열이 다른 2개 이상의 평판이 붙어있을 때 온도는 동일한가요??
예를 들어
열전도도가 500W/mK인 A 판과
열전도도가 50W/mK인 B 판을 붙인 기판이 있습니다.
A의 두께는 1mm, 크기는 가로세로 1m 구요,
B의 두께는 10 mm, 크기는 가로세로 1m 입니다.
비중은 A= 0.001 kg/m^3
B= 10 kg/m^3 입니다.
비열은 A = 0.01 Wh/kgC
B = 10 Wh/kgC 입니다.
가열은 100도씨, 가로세로 1m 크기의 열원을 B 판에 접촉시킴으로 진행되는데요,
수평방향으로는 균일하게 가열된다고 가정합니다.
붙어있는 두 판을 가열해서 B의 온도가 50도씨가 되었을 때,
A의 온도는 어떻게 되나요??
실험실 온도는 30도라 가정합니다.
이 문제를 어떻게 풀어야 하는지 방법을 알려주세요...
- 열역학1법칙
- 열전달
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 2
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답변
이응신님의 답변
2009-05-22- 0
이 문제는 보통의 열역학범위내에서는 구하기가 힘들고 공학분야인 '열전달'에서 계산 가능합니다. 두 개의 성질이 다른 물질이 붙어있으므로 열전달이 달라지는 상태라서 '열저항'이 다른 두 개가 직렬로 붙어있다고 가정합니다. 열이 전달되는 상황이라 열원과 온도분포가 중요하고 경계조건을 넣으면 원하는 지점에서 원하는 온도를 계산할 수 있습니다. 물론 열전달이 되지않고 장기간 있다면 두 물질의 온도가 같아지겠지요. 원하는 상황은 이것이 아닐테고... 국내에 있는 유명한 책인 CENGEL의 열전달 책을 참고하면 거의 같은 예제가 있습니다. >열전도도와 비열이 다른 2개 이상의 평판이 붙어있을 때 온도는 동일한가요?? > >예를 들어 >열전도도가 500W/mK인 A 판과 >열전도도가 50W/mK인 B 판을 붙인 기판이 있습니다. > >A의 두께는 1mm, 크기는 가로세로 1m 구요, >B의 두께는 10 mm, 크기는 가로세로 1m 입니다. > >비중은 A= 0.001 kg/m^3 > B= 10 kg/m^3 입니다. > >비열은 A = 0.01 Wh/kgC > B = 10 Wh/kgC 입니다. > >가열은 100도씨, 가로세로 1m 크기의 열원을 B 판에 접촉시킴으로 진행되는데요, >수평방향으로는 균일하게 가열된다고 가정합니다. > >붙어있는 두 판을 가열해서 B의 온도가 50도씨가 되었을 때, >A의 온도는 어떻게 되나요?? > >실험실 온도는 30도라 가정합니다. > >이 문제를 어떻게 풀어야 하는지 방법을 알려주세요... -
답변
이응신님의 답변
2009-05-22- 0
차이가 있을 수 있지요. 대류에 대한 사항은 주위공기의 속도와 관계있으므로 상황에 따라 다 달라집니다. 교재에는 아마 종합해서 하나의 계수로 나타나지만 실제로는 복잡합니다. 예제(특히 연습문제)를 보면 여러 가지 실제 상황이 나옵니다. CPU의 방열판 문제나 강제대류를 시킬 때 상황 등 대류열저항계수를 구하는 방법이 나옵니다. 책을 구한다고 해도 주어진 예제만 있으므로 연습문제 풀이집을 찾는 것이 더 확실하게 답을 얻을 수 있을 것입니다. 그래도 부족하면 플루엔트나 기타 시뮬레이션 프로그램을 돌리면 계산을 해줍니다. 단, 경계조건을 잘 주어야 합니다. >열전도도와 비열이 다른 2개 이상의 평판이 붙어있을 때 온도는 동일한가요?? > >예를 들어 >열전도도가 500W/mK인 A 판과 >열전도도가 50W/mK인 B 판을 붙인 기판이 있습니다. > >A의 두께는 1mm, 크기는 가로세로 1m 구요, >B의 두께는 10 mm, 크기는 가로세로 1m 입니다. > >비중은 A= 0.001 kg/m^3 > B= 10 kg/m^3 입니다. > >비열은 A = 0.01 Wh/kgC > B = 10 Wh/kgC 입니다. > >가열은 100도씨, 가로세로 1m 크기의 열원을 B 판에 접촉시킴으로 진행되는데요, >수평방향으로는 균일하게 가열된다고 가정합니다. > >붙어있는 두 판을 가열해서 B의 온도가 50도씨가 되었을 때, >A의 온도는 어떻게 되나요?? > >실험실 온도는 30도라 가정합니다. > >이 문제를 어떻게 풀어야 하는지 방법을 알려주세요...
답변 고맙습니다. 우선 도서관에 다녀와야겠습니다. 그런데 제가 짚지 않은 전제조건이 있었네요.. 같은 공간에서 자연대류로 식어가는 상황인데, A와 B의 대류열저항계수(h)가 동일하다고 봐야 하나요??? 만약 이게 큰 차이가 있다면 어떻게 될까요?