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ㆍ작성자
ㆍ작성일	2001/10/29
ㆍ분 류	전기&자기

ㆍ추천: 0 ㆍ조회: 1971

[열전도도]버스 토큰이나 엽전을 가열하면 안쪽의 구멍의 크기는?(Thermal conductivity)
구멍이 뚫린 버스 토큰이나 엽전을 가열하면 그 구멍은 커질까, 아니면 작아질까?

주위의 재료가 커지면 구멍 안쪽을 향해 그 재료가 밀려들 것처럼 생각하기 쉽다. 만약 그렇다면 구멍은 작아질 것이다. 구멍 뚫린 도넛을 그냥 구울 때 그 구멍이 작아지는 것을 본 사람도 많을 것이다. 그러나 도넛의 경우와는 약간 사정이 다른 것이다.

철사를 가열하면 늘어난다는 것은 누구나 알고 있다.
버스 토큰이나 엽전의 경우, 이 철사를 링으로 만든 모양이라 생각하면 된다. 이 철사로 만든 링을 가열하면 앞에서도 말했듯이 길이가 증가하니까 결국 링의 지름이 커진다는 것을 알 수 있을 것이다. 그럼 그 주위가 늘어나서 그 결과 안쪽 구멍의 지름은 커진다는 것을 이해할 수 있다.

구멍이 커지기 때문에 바로 이 원리에 비추어 볼 때 꽉 닫힌 병뚜껑을 딸 때 뚜껑을 가열하면 된다는 말이 맞다. 헌데 여기서 주의할 점은 뚜껑이 닫혀 있는 재료가 반드시 그 뚜껑보다도 열팽창이 적어야 할 것이다.
만약 그렇지 않으면 더욱더 따지지 않으며, 계속 가열할 경우 주위가 터져 버리는 일이 생길 수도 있을테니까.

이 방법은 공업적으로도 자주 이용되고 있다. 여러분은 기관차 바퀴에 타이어가 있다는 사실을 아는가?
타이어라고 표현한 것은 잘못된 것이지만 여러분의 이해를 돕기 위해 잠깐 사용한 말이다. 사실 속바퀴 주위에 겉바퀴가 있다는 말이다.

속바퀴는 일반 철이지만 그것만 사용할 경우 너무 자주 닳아 바퀴 교체를 수시로 해 주어야 한다. 그래서 겉에 또 다른 링처럼 생긴 마멸에 강한 겉바퀴를 부착한다.

즉, 기관차의 움직이는 바퀴는 레일에 접하는 부분과 중심부는 재료가 다르다. 이 두가지를 따로따로 만들어 바깥쪽을 가열해 놓고 마지막으로 안쪽을 끼워 넣는다.
바깥쪽 재료의 안쪽에 접하는 부분을 안쪽 재료보다 아주 조금 작게 만들어 끼웠을 때 바깥쪽 재료가 식으면 줄어들어 꼭 맞게 결합된다. '구워 끼우기'라고 불리는 방법이다.