초록
고체 시료의 상전이 현상을 연구하기 위하여 온도 가변용 광음향 cell과 dewar를 제작하였고, 이 장치를 이용하여 wood's metal의 상전이 온도를 측정하였다. 실험 결과는 융점으로 알려진 343 K와 잘 일치하고, 잠열(latent heat)이 존재하는 1차 상전이임을 나타냈으며 supercooling 현상이 존재한다는 것을 알았다. 고체-액체 상전이와 같은 1차 상전이의 경우 잠열이 존재하며 이러한 잠열은 시료의 온도를 올리며 측정할 경우 상전이 온도 부근에서 광음향 신호의 급작스런 감소를 발생시킨다. 그러나 온도를 내릴 경우 광음향 신호에는 아무런 영향을 미치지 못하므로 광음향 측정은 상전이의 차수를 결정할 수도 있음을 물론, 고체의 상전이 현상 연구에 유용한 방법임을 입증하였다.
We constructed a photoacoustic cell and dewar in order to investigate the phase transition of the solids. The solid-liquid phase transition of a wood's metal was measured by a temperature controlled photoacoustic apparatus. It showed a good agreement with the reported value of the melting point, 343 K. The phase transiton of the wood's metal has been determined to be the first order transition, existing a latent heat, which is typical in the solid-liquid transition. In addition, a supercooling effect was observed by monitoring the photoacoustic signal as the temperature of the sample was decreased. The experiments have demonstrated the photoacoustic detection is an appropriate method to determine the order of transition in solid samples.
