열의 전기적 일당량, 고체의 비열 측정

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물리학실험

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본문내용

열의 전기적 일당량
1. 실험 목적
: 전기에너지와 전류의 열작용으로 발생된 열량을 측정하여 열의 일당량을 측정한다.
2. 실험 원리
: 역학적 에너지는 열에너지로 열에너지는 역학적 에너지로 변화시킬 수 있다. 이때 1 Kcal가 일 몇 joule에 해당하는가를 열의 일당량이라 한다. 따라서, 일 W와 열량 Q사이에는
W=JQ
의 관계가 성립하며 J은 열의 일당량이다.
한편, 저항R의 저항선에 전류i가 t초 동안 흐르면 열을 발생시키는데 사용된 전기에너지는
이다. 전기에너지에 의해 발생된 열은 열량계 속의 물과 용기의 온도를 에서 로 상승시키여, 이 열량Q는
이다. 여기서 m은 물의 질량, M은 용기, 교반기 및 온도계 등의 전체 물당량, 그리고 C는 물의 비열로서 1cal/g℃로 한다. 물당량은 물과 비열이 다른 물질의 비열을 물과 같다고 할 때 물의 질량 얼마에 해당하는가를 뜻한다.
위의 식 (1),(2)와 (3)으로부터 열의 일당량은
가 된다.

<중 략>

그리고 상단 부에는 시료를 집어넣을 수 있는 고무마개가 있으며, 온도 센서나 온도계는 이 고무마개에 꼽아서 사용한다. 시료의 배출을 위하여 하단 부에 돌려서 열게 되는 출구가 있다. 가열된 시료가 공기 중에서 온도를 빼앗기는 것을 방지하기 위하여 열량계를 바로 아래에 설치한다. 시료는 실을 사용하여 고리에 묶은 후 시료 가열 통에 집어넣는다. 그리고 실은 외부에서 고무마개에 눌러 시료가 가열 통 내에 매달려 있도록 한다. 시료를 가열하여 시료 통 내의 온도를 온도계를 이용하여 측정한다. 증기 발생기와 시료 가열 통은 실리콘 연결호스나 고무호스 등을 사용하여 연결한다. 실험 중 연결 호스가 꼬이지 않도록 주의한다.

참고 자료

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