1. 금속의 비열(결과 보고서)

소개글

1. 실험 목적
이 실험은 여러 금속이 가진 비열을 이용하여 실험을 하는 것이다. 따라서 본 실험에서는 끓는 물에 담겨져 있는 금속시편을 찬물과 접촉시켜 열평형 도달 후의 최종온도를 측정하고, 계산을 통해 시편의 비열을 얻을 것이다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론 및 원리
3. 실험 장치
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 논의 및 결론

본문내용

2. 이론 및 원리
(1) 비열(比熱, specific heat)
단위질량을 가진 물체의 열용량으로 1g인 물체의 온도를 1℃ 높이는 데 필요한 열량이다. 일반적으로 온도에 따라 변화하나 기체에서는 부피와 압력에 따라 변화하기도 한다.
공업 방면에서는 1kg 물체의 열용량을 말할 때도 있다. 열량 단위를 cal로 나타낼 때 물의 비열은 1이 된다. 그리고 이 값은 수소 등 일부를 제외하면 예외 없이 크며, 물이 많은 물질 중에서 온도변화가 잘 일어나지 않는 물질임을 나타낸다.
일반적으로 물체의 비열은 온도에 따라 변화한다. 고온 및 극단적인 저온일 때는 별개로 하고, 상온 부근에서는 물질에 따라 고유한 값을 가진다고 보아도 된다. 그러나 기체에서는 부피를 일정하게 하고 열을 가했을 때와, 압력을 일정하게 하고 열을 가했을 때와는 값이 달라지는데, 나중 것이 더 크다. 이것은 압력을 일정하게 유지하는 경우에는 열의 일부가 기체의 팽창이라는 외부로의 일에 소비된다. 그러므로 온도를 높이기 위해서는 그만큼의 열을 더 가해야 되기 때문이다.
보통 이런 경우의 비열을 정압비열(定壓比熱:cp)이라 하고, 이것에 대하여 부피를 일정하게 유지하였을 때의 비열을 정적비열(定積比熱:cv)이라 한다. 정압비열과 정적비열이 이렇게 다른 값을 가지는 이유는 일찍이 존 돌턴(John Dalton)에 의하여 지적되었다. 율리우스 R. 폰 마이어(Julius R. von Mayer)는 이 사실을 기초로 하여 열의 일당량(當量)을 이끌어냈다.
이론적인 계산에 의하면, 기체의 cp와 cv의 차는 약 2/M(M은 기체의 분자량)가 된다. 이 값은 상온·상압(常壓)하에서는 거의 정확하다는 것이 확인되었다. 그리고 엄밀하게는 액체와 고체에 대해서도 cp와 cv를 구별해야 한다. 액체나 고체에서는 열에 의한 팽창을 억제하고 부피를 일정하게 유지하기 어렵다. 또 양자의 차는 아주 근소하므로, 보통은 정압비열을 그 물체의 비열로 한다.

참고 자료

없음