(A+) 일반물리학실험 3 - 열의일당량

소개글

"(A+) 일반물리학실험 3 - 열의일당량"에 대한 내용입니다.

목차

1.실험 목적
2.실험 원리
3.실험 기구 및 재료
4.실험 방법
5.측정값
6.실험 결과
7.결과에 대한 논의
8.결론

본문내용

1.실험 목적
역학적 일을 열에너지로 변환하여 가해준 일의 크기와 열량의 변화량을 측정하여 열의 일당량을 계산한다.
2.실험 원리
에너지 보존 법칙에 의해 고립된 계에 역학적 일을 하여 계의 열에너지가 증가된 경우 증가한 열에너지의 크기는 계에 가해 준 일의 크기와 같아야 한다. 일의 단위는 J, 열에너지의 단위는 cal로 표시되므로 열 1cal이 몇 J에 해당하는지를 표시할 필요가 있는데, 이를 열의 일당량이라 한다. 따라서 가해준 일 W와 열량 Q 사이에는 W=JQ (J: 열의 일당량)의 관계가 성립한다.
1)일 W의 계산
실린더와 나일론 줄 사이에는 일정한 마찰력이 작용하여 실린더를 회전시킬 때 추는 바닥으로부터 일정한 높이를 유지한 채 공중에 떠 있게 되는데, 이 때 마찰력과 추에 대한 중력은 평형이므로
마찰력F=Mg 이다.

<중략>

1.실험 기구 및 재료
열의 일당량 실험 장치, 멀티미터, 온도계, 추, 버니어캘리퍼, 저울, 나일론 줄
2.실험 방법
1)알루미늄 실린더의 질량 m과 나일론 줄에 매달린 추의 질량 M을 측정하여 기록했다. 다만 알루미늄 실린더의 질량 m은 0.1g까지 측정 가능한 저울로, 추의 질량 M은 1g까지 측정 가능한 저울로 측정했다.
2)버니어캘리퍼로 실린더의 지름 D를 측정하여 2로 나누어 실린더의 반지름 R을 기록했다.
3)나일론 줄의 한쪽 끝에 추를 매달고 실린더 표면에 나란하게 4회 정도 고르게 감고 크랭크를 시계 방향으로 돌릴 때 바닥에서 3cm 정도 떨어진 상태를 일정하게 유지시키기 위해 고무줄을 5개 정도 매어 고정시켰다.
4)멀티미터를 장치의 온도 측정 단자에 연결했다.
5)저항값 Rf를 읽은 뒤 저항 대 온도표를 보고 Rf에 해당하는 Tf를 기록했다. 중간 영역의 값이 나오면 비례식을 사용하여 결정해야 하는데 이는 오차를 크게 할 가능성이 있어 표에 나와 있는 값에 맞춰 중간 영역의 값이 나오지 않도록 하였다. 멀티미터가 저항값을 0.1kΩ까지 표시하여 저항 대 온도표의 저항값을 소수 둘 째 자리, 즉 0.01kΩ 자리에서 반올림하였다.

참고 자료

부산대학교물리학교재편찬위원회, 일반물리학실험, 3판, (청문각, 2014)