Module 02

전도: 가열된 젓가락

한쪽 끝만 가열해도 손잡이 쪽 온도가 올라가는 이유

고체 내부에서는 자유전자와 격자 진동을 통해 열이 이동합니다. 화염에 가까운 쪽에서 형성된 온도 구배가 젓가락 반대편까지 전달됩니다.

02

전도: 가열된 젓가락

고체 내부에서는 자유전자와 격자 진동을 통해 열이 이동합니다. 화염에 가까운 쪽에서 형성된 온도 구배가 젓가락 반대편까지 전달됩니다.

화염 측 온도35°C
손잡이 측 온도25°C
위험도안전

끝단 가열 후 시간이 지나면 손잡이 쪽 온도도 상승해 전도 효과를 직접 보여줍니다.

Equation Guide

고체 내부 전도

Fourier 법칙

q_x = -kA (dT/dx)

온도 기울기 dT/dx가 클수록 전도 열유속 q_x가 커지고, 열은 고온에서 저온 방향으로 이동합니다.

비정상 전도 방정식

∂T/∂t = α ∂²T/∂x²

시간이 지남에 따라 열이 내부로 퍼지며, 손으로 잡는 끝단의 온도도 늦게 상승합니다.

변수 설명

  • q_x: x방향 전도 열전달률
  • k: 열전도도, A: 단면적
  • α: 열확산계수
  • T: 위치와 시간에 따른 온도

수업 포인트

  • 화염과 접한 부분의 온도가 먼저 상승합니다.
  • 온도 차가 존재하는 동안 열은 내부를 따라 계속 이동합니다.
  • 손잡이 온도는 지연되어 상승하지만 충분한 시간이 지나면 위험 수준에 도달할 수 있습니다.