대류실험 장치의 개발 및 활용 = Development of a Convection Experiment Apparatus and its Applications

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A convectional experiment apparatus has been developed so that convective experiments can be performed normally in the science class. The apparatus is composed of a convection box, a light source box, the object, and a smoke box with an incense stick. The reproducibility of convective experiments was ensured by them controlling the variables and quantifying the measured values. The characteristics of the smoke flowing from the incense stick depended on the size of convection box, the spacing of objects, and the height, position and depth of the ember of the incense stick. Those characteristics were also affected by the flow speed of rising smoke and the differences between the surface temperature of the objects and the temperature inside the convection box. Changes in those characteristics and in the direction of smoke flow, in particular a reversal of direction, with changing surface temperature of the objects were continuously measured. The experimental convection device developed in this study can be utilized in experiments related to convection.

국문 초록 (Abstract)

대류실험을 교육 현장에서 정상적으로 실시할 수 있도록 대류실험 장치를 개발하였다. 장치는 크기를 변화시킬 수 있는 대류상자, 대류상자 내부를 비추는 광원상자, 표면 온도를 변화시킬 수 있는 물체 및 선향 연기의 유량 및 유속을 조절할 수 있는 선향 연기 상자로 구성되어 있다. 변인의 통제 및 측정값의 계량화로 정량적인 실험을 수행하여, 대류실험의 재연성을 확보하였다. 선향 연기 흐름의 기울어짐은 대류상자의 가로, 세로 및 높이, 선향 불씨의 높이, 위치 및 깊이에 의존하였다. 또한 상승하는 선향 연기의 유속 뿐 만 아니라 물체와 대류상자 내부의 온도차도 선향 연기 흐름의 기울어짐에 영향을 주었다. 물체의 표면 온도의 변화에 따라서, 선향 연기 흐름의 기울어짐이 변하고 선향 연기 흐름의 방향이 역전되는 과정을 연속적으로 측정하였다. 본 연구에서 개발된 대류실험 장치를 대류와 관련된 실험에서도 활용할 수 있다.

참고문헌 (Reference)

1 M. K. Choi, Seoul National University of Education 2012

2 Y. Li, 73 : 41-, 2016

3 R. Pokhrel, 2 : 106-, 2011

4 양미선, "해륙풍 원리 이해를 위한 대류상자 재설계와 활용에 관한 연구" 한국지구과학회 31 (31): 246-258, 2010

5 강원미, "대류상자 밖의 향 연기 이동을 비계로 활용한 대류상자 실험이 초등학생들의 해륙풍의 원리 이해에 미치는 효과" 대한지구과학교육학회 8 (8): 387-398, 2015

6 Ministry of Education, "Primary Science Teachers Guidebook 6-2" Kumsung Publishing Co. 173-, 2012

7 Ministry of Education, "Primary Science Teachers Guidebook 5-2" Mirea N 210-213, 2015

8 Ministry of Education, "Primary Science Teachers Guidebook 5-1" Mirea N 224-226, 2015

9 Ministry of Education, "Primary Science Teachers Guidebook 5-1" Mirea N 9-10, 2015

10 J. W. Jewett, "Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 7th ed" Thomson Brooks/Cole 575-576, 2008

11 D. F. Rogers, "Laminar Flow Analysis" Cambridge University Press 24-, 1992

12 H. Kim, "Korea Institute for Curriculum and Evaluation CRC 2016-2-7" 2016

13 M. Lee, "Korea Institute for Curriculum and Evaluation CRC 2014-5-8" 2014

14 Y. Keun, "Korea Institute for Curriculum and Evaluation CRC 2014-5-5" 2014

15 강헌태, "2009 개정 교육과정 초등과학에서 제시된 해륙풍 모형실험 분석 및 개선 방안" 한국초등과학교육학회 36 (36): 1-15, 2017