[결과]열의 일당량측정(역학적, 전기적)

목차

1. 실험결과 및 결과분석


2. 토의사항

본문내용

이번 실험은 열의 역학적, 전기적 일당량 실험 장치를 통하여 역학적인 일 또는 전기적인 일의 총량이 전부 열로 변환될 때 열 에너지는 수행된 일의 총량과 같음을 보이는 실험이었다. 역학적 일에서 열로 변환되는 실험에서는 과거 회전수를 세어가며 순간순간의 저항을 측정하고 일일이 저항-온도 환산표로부터 온도를 얻어내었던 실험방식에 비해 훨씬 정확하고 편리하게 되었다는 점을 알 수 있다. 물론 이 실험이 일반적으로 에너지는 줄(J)로 측정되고 열에너지는 칼로리의 단위로 측정되므로 등가성은 곧바로 명백하지 않다. 그러나 측정가능한 총 일의 양은 알루미늄 실린더 내에서 회전하는 크랭크에 의해 결정된다. 나일론 실이 실린더 주위에 몇 번 감겨있고 크랭크가 회전함에 따라 실린더와 줄 사이의 마찰이 반대편 끝에 매달린 질량을 충분히 지지할 수 있다.즉, 실린더가 회전함에 따라 실린더와 끈의 마찰에 의한 일을 알루미늄 실린더 내부의 온도를 상승시키는 열에너지로 전환되는 것이다. 즉, 이 실험에서 크랭크를 돌리며 질량을 들어올리는 것이 아니라 질량이 제자리에 떠있는 상태에서 마찰을 시키는 데 목적이 있는 것이다. 우선, 이번 실험에서 주의한 점을 살펴보면첫째, 역학적 일당량 장치에서 줄을 거꾸로 감으면 고리가 휘어지므로 주의했고, 실험하지 않을 때는 질량 5kg을 받침대 위에 올려놓았다. 둘째, 전기주전자가 의외로 빠르게 가열되었고 역학적 장치의 질량을 같은 박스에 담아놓지 않아 스포이드나 매스실린더가 깨지지 않도록 주의했다.셋째, 또한, 역학적 일당량 실험에서 실린더를 감싸는 마찰력에 의한 힘만이 질량을 바닥에서 들고 있도록 고리측의 줄 끝 지점에서 작은 장력만이 걸리도록 고무줄을 묶는데 있어 주의하였다.

참고 자료

1) 연세대학교 일반물리학실험실 홈페이지 http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab
2) 일반물리학(Sixth Edition), Halliday, Resnick, Walker 저, 범한서적, 2002
3) 일반물리학, Edwin R. Jones 저, 북스힐, 2000