열의 일당량 측정 예비 및 결과보고서

소개글

열의 일당량 측정 예비보고서와
실험값과 고찰이 포함된 결과보고서입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험장비
3. 실험이론
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적

전기적 에너지가 열에너지로 바뀌었을 때의 발생된 열량을 측정하여 열의 역학적 일당량을 구하여 본다.

3. 실험 이론

1 kcal의 열량이 일(work) 및 Joule에 해당하는가를 열의 일당량이라고 한다. 에너지를 Joule 단위로 나타내고 열량을 cal로 표시하면
W=JQ (1)
의 관계가 성립하고 J는 열의 일당량으로서 1cal = 4.186J이다.
저항 R의 저항선의 양단에 전압 V가 가해지고 여기에 전류 i 가 t초 동안 흐르면 열이 발생되는데 이 때 사용된 전기에너지 W는
(2)
이다.
물체의 열용량 c는 물체의 온도변화와 주어진 열량사이의 비례상수이다. 그러므로 물체에 공급된 열량을 Q라 하고 처음온도와 나중온도를 각각 θi, θf이라 하면 Q=c(θf-θi)라 쓸 수 있고 단위질량당 열용량, 즉, 비열 c로 나타내면 Q=cm(θf-θi)가 된다.

< 주의 사항 >
1. 정확한 온도계의 부피를 측정하여야 한다.
2. 물을 순환 시킬 때 조심해서 교반기가 니크롬선에 닿지 않도록 한다.
3. 뚜껑이 움직이지 않게 잘 고정 시킨다.
4. 온도를 잘 측정하여야 한다.
5. 전압, 전류를 잘 관찰하면서 교반기를 사용하여야 한다.
※ 가장 이상적인 실험은 실내온도보다 조금 낮은 온도에서 물을 넣고 가열하여 열량계의 물이 그 낮은 온도만큼 높아졌을 때 스위치를 끄는 것이다. 외부 온도와 온도가 같으면 아주 작은 열의 손실도 않도록 할 수 있기 때문이다.

※물당량이란?
어떤 물질의 열용량이 W(㎉/℃)이면, 이 값은 질량이 W(㎏)인 물의 열용량과 같다. 따라서 열 현상에서는 이러한 물체를 W(㎏)의 물로 취급하는 것이 더 편리하여 이 물체의 물당량(water equivalent)이 W(㎏)이라 한다.

6. 실험 고찰

전기에너지에 의해 발생된 열은 열량계 속의 물과 용기의 온도를 상승시키는데 쓰이고 여기서 도선에서 발생된 열량을 측정하고 이를 이용해 열의 일당량을 측정하는 실험을 했다.

참고 자료

- 김선명. [기초물리학실험], (북스힐, 2002)
- 일반물리학교재편찬위원회 역. [대학일반물리학Ⅰ], (북스힐, 2002)
- 대학물리학교재편찬위원회 역. [대학물리학], (淸文閣, 2003)
- 한국해양대학교 물리실험교재편찬위원회 역. [공학교육을 위한 일반물리학기초 및 고급실 험], (북스힐, 2003)