일반물리학실험 - 열의 일당량(예비, 결과)

소개글

일반물리학실험 - 열의 일당량(예비, 결과)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

. 회전수를 증가시키면서 재 실험 해본 결과 횟수가 증가하면서 열의 일당량 값이 점점 증가하는 경향을 보이며, 이것 또한 온도가 클 때 오차가 커짐과 무관하지 않은 것 같다.
(2) 오차가 생긴 원인을 실험과정과 결과로부터 설명하시오.
일을 열로 바꾸는 장치로부터 열의 일당량을 구하는 식은 다음과 같다.
위 식에서 나일론 줄의 마찰력이 알루미늄 실린더에 가해준 일의 양은 이고, 알루미늄 실린더와 나이론 줄 사이의 마찰에 의해 발생한 열의 열량은 이다. 여기서 오차가 발생할 수 있는 곳은 , , , , 가 있고, 은 실험자의 실수로 달라질 수도 있지만, 오차의 원인으로 보기 어렵다.
질량 과 은 각각 의 오차가 있고, 은 의 오차가 있다. 그러나 이들은 오차가 거의 없다고 보는 게 타당하다. 단, 온도차에 대해서 의 오차가 있다.
본 실험에서는 열의 일당량 측정값이 알려진 값보다 모두 조금씩 작게 계산되었는데, 그 오차는 무시할 만하다. 단, 회전수를 증가시키면서 측정한 값들과 비교해보면, 측정값들이 점차 증가하고 있음을 볼 수 있다. 회전수를 증가시킬수록, 마찰력이 한일과 발생한 열량이 증가하지만, 그만큼 손실되는 열량도 증가하고 있으므로, 발생한 열량보다 적은 값이 측정된다. 따라서 회전수가 증가할수록 열량이 손실되는 율이 증가함을 알 수 있다. 이것은 위 식에서 분자가 커지는 율보다 분자가 커지는 율이 늦어서 열의 일당량 값이 점차 크게 측정되는 것으로 생각된다.
8. 결론 및 검토
이번 실험은 역학적 일이 열에너지로 변환된 경우 변환된 열량을 측정하여 열의 일당량을 측정하는 것이다.
열의 일당량은 역학적 일 와 열량사이의 일종의 비례상수이고, 다음과 같은 관계가 성립한다.
일을 열로 바꾸는 장치에서 역학적 일 는 나일론 줄의 마찰력이 알루미늄 실린더에 가해준 일의 양이고, 발생한 열의 열량은 알루미늄 실린더와 나이론 줄 사이의 마찰에 의해 생긴 것이다.
본 실험에서는 회전수를 50회로 해서 10번의 측정을 하였고, 그 결과는 다음과 같다.
열의 일당량에 대해 알려진 값은 이고 일반적으로 를 쓴다. 측정한 값과의 상대오차는 이었다. 오차는 거의 발생하지 않았지만, 회전수를 증가시키면서 측정한 열의 일당량은 그 값이 점차 증가하는 경향을 보였고, 그것은 회전수가 증가하는 만큼 한 일의 양과 발생하는 열량이 증가하지만, 손실되는 열량도 증가하여 분모의 증가율이 상대적으로 늦어서 그렇게 되었다고 생각된다.

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일반물리학실험,   열의 일당량,   일당량