열팽창, 보일의 법칙, 이상기체법칙 및 샤를법칙(열역학2)

목차

열팽창(Thermal Expansion) 및 선팽창계수(고체의 열팽창)
보일의 법칙
이상기체의 법칙
절대온도
샤를의 법칙

본문내용

면서 주사기 내의 공기 부피 V와 압력 P를 Logger Pro 3의 “Event with Entry"방법으로 측정 기록한다. 압력 P대 부피 V그래프를 그리고 ”A/x“ 반비례 함수로 커브 피팅하여 커브의 일치성을 확인하라. 즉 보일의 법칙을 확인하라. 그래프에서 추출한 파라미터 "A"를 구하라. 이 값은 식 (13.2)의 ”k"이므로, 식 (13.3)에 측정한 절대온도 값을 대입하여 몰수 n과 분자 수 N을 구하라. 모든 단위는 SI단위로 하라.
실험 13.C 샤를 법칙(기체의 열팽창) 및 절대온도 실험
1) 그림 13.3의 샤를 법칙 및 절대온도 실험 구성도를 구성하라.
주의사항 1 : 실험에 물을 사용하기 때문에 물이 실험기기에 들어가지 않게 조심할 것. 특히 PC 조심.
2) 고무 밴드로 피스톤을 묶은 주사기 속의 피 측정 공기 부피 V1을 측정하라. 이때 주위 공기의 섭씨온도 t1을 온도계로 측정 기록하라. 이 주사기를 약 40[℃]의 물에 담그고 피 측정 공기의 부피 V2와 수온 t2[℃]를 측정 기록하라. 그리고 약 60[℃]의 물에서 반복 측정하라. 측정한 온도 t와 부피 V를 Logger Pro 3의 “직접 데이터 입력법”으로 입력하라. 부피 V(세로축) 대 섭씨온도 t(가로축) 그래프를 그리고 “mx + b"의 선형 함수 커브 피팅하여 커브의 일치성과 그래프의 기울기가 ”“이 됨을 확인하라. 즉 샤를 법칙이 성립함을 실험으로 확인하라.
3) 그래프에서 추출된 파라미터인 기울기 “m"과 y절편 ”b"를 구하라. 이 결과에서 절대온도가 섭씨온도 영하 273[℃]인 것을 확인하라. 즉 -b/m = - 273[℃] 이 됨을 보여라. 절대온도로 샤를 법칙 그래프를 다시 그려라. Logger Pro 3의 “계산식에 의한 분석법”에서 실험 섭씨온도 t를 절대온도 T로 바꾸고 부피 V(세로축)대 절대온도 T(가로축) 그래프를 그려라. 이 그래프에서 “Ax"의 비례함수로 커브 피팅하여 일정 질량의 기체의 부피 V는 절대온도 T에 비례함을 확인하라.
(3) 실험 장비 및 재료
최대 측정무게 2kg 해상도 10mg 전자저울 1대, 면 수건 1개, 금속 막대의 열팽창실험과 선팽창계수 측정실험 1세트, 주사기 20ml, 주사기 50ml, 고무 밴드, 압력 센서, Labpro 1세트, 온도 프로브 2개, PC 1개, Logger Pro 3 1 copy, 수증기통과 지지대 1세트, 증기 발생기와 전원장치 1세트.

키워드

열팽창,   선팽창계수,   보일의 법칙,   절대온도,   샤를의 법칙