열의 일당량 측정 실험 결과 보고서

소개글

열의 일당량 측정 실험 결과 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 이론
2. 실험 목적
3. 실험 준비
4. 실험 결과
5. 문제
6. 결론
7. 토의

본문내용

하는 경우를 생각한다. 외부의 힘이 작용하지 않는다면 물체의 속도는 점차 감소하고 마침내 멈추게된다. 물체의 운동에너지가 마찰로 인해 소비되기 때문이다.
(운동에너지의 변화) = (마찰이 하는 일)
K = W
∴ 에너지와 일은 본질적으로 동일하다.
운동하는 물체와 접촉면 사이에 마찰이 작용하면 물체의 거친 표면이 어느 정도 따뜻해지는 것을 쉽게 경험할 수 있다. 그러므로 식 K = W에 온도의 변화를 나타내는 내부 변수를 포함시키는 것이 당연하다. 이러한 내부 변수를 U로 표현하면 이 계의 일-에너지 변화사이에 다음의 관계가 성립한다.
K = W + U
∴ 초기 운동에너지의 일부분은 마찰에 대한 일로, 나머지는 물체의 내부에너지 증가에 사용된다.
그런데 어느 정도 시간이 지나면 물체가 식는다. 이것은 물체가 마찰에 대하여 운동할 때 발생한 내부에너지가 열의 형태로 물체로부터 방출되기 때문이다. 어떤 계가 단열상태에 있지 않고 주변으로부터 열을 주고받는다면 식 K = W + U의 좌변에 Q를 더할 수 있다.
K + Q = W + U
위 식은 마찰에 의해 발생하는 열과 일 사이의 관계에 주변으로부터 열의 출입을 고려한 식이다. 만약 운동에너지를 고려할 필요가 없다면 위 식은 열역학 제 1법칙이 된다.
Q = W + U
열역학 제 1법칙은 에너지 보존법칙을 나타내며 열과 일, 에너지가 본질적으로 동일한 것임을 의미한다. 열과 에너지사이의 관계를 실험적으로 밝힌 줄(Joule)은 1cal에 해당하는 열량은 4.186J의 에너지와 같음을 보였다. 이를 열의 일당량이라 정의한다.
W = JQ
열의 일당량 : J = 4.186J/cal
물당량은 그 물체와 열용량의 값이 같은 물의 질량을 의미한다.
7. 토의
일의 열당량의 현재 정확히 측정한 값은 4.186(J/㎈)이다. 하지만 우리 조에서 측정한 결과는 평균 3.337(J/㎈)이다. 이러한 오차가 생긴 이유는 물당량 측정에서부터 있을 것이다. 물당량을 측정 중에 측정의 오차가 생겼을 가능성이 크다. 교반기로 저어 주었지만 그다지 잘 섞여지지 않아 층마다의 온도차이가 있었을 가능성이 크다. 그리고 교반기로 저어준 에너지가 온도를 높이는데 약간이나마 이용되었을 가능성도 있다. 그리고 열량계가 내부와 외부의 열의 이동의 완전하게 차단했을거라는 보장도 없다. 또한 물의 양을 측정할 때에 비커의 질량을 정확하게 측정하지 못하여 열의 일당량의 측정값 보다 작게 나온 것 같다.

키워드

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