[아주대] 물리학실험1 컴퓨터를 사용한 측정, 온도의 변화 결과보고서

소개

2014년 2학기 A+ 받은 보고서입니다

목차

1. 측정값 및 분석
2. 질문
3. 결과 및 토의

본문내용

오차의 원인을 살펴보면, 최고 온도에 도달한 온도 센서를 비커에 넣을 때의 짧은 시간동안 온도 센서의 온도가 감소했을 것이다. 또, 실험 1의 물의 온도(24℃)와 실내 온도(27.4℃)가 같지 않았기 때문이다. 물과 실내온도가 서로 온도가 다르기 때문에 서로 온도가 같아질 때까지 열 교환이 계속 이루어지고 있었을 것이다. 물의 온도가 계속해서 변하고 있으므로 여기서 오차가 발생했을 것이다.
Q2. 물과 대기의 온도를 측정할 때 평형점에 도달하는 시간을 어떻게 비교하겠는가?

온도의 평형점은 주변과 물체의 온도가 똑같아 온도변화가 없는 점이다.
물과 대기 온도의 평형점에 도달하는 시간을 구하기 위해서는 먼저 물과 대기의 최고온도를 똑같이 만든다. 서로 최고 온도가 같아지면 그 시각을 시점으로 해서 그 후 물과 대기의 온도변화가 없을 때까지 시간을 서로 비교하면 된다.
또 다른 방법으로는 대기온도와 물의 온도 최초 값의 37%로 변하는 시간을 의미하는 시간상수 를 구한다. 그리고 최초값의 약 1%로 변하는 시간의 의미를 갖고 있는 t = 5의 값을 서로 비교하면, 물과 대기의 온도가 평형점에 도달하는 시간을 비교할 수 있다.

Q3. 알코올 온도계와 이 실험에서 사용한 온도센서는 어느 것이 더 빨리 반응하는가? 시간상수는 온도계의 반응속도를 평가하는데 어떻게 유용한가?

시간상수()는 최종온도까지의 37%에 도달하는데 걸리는 시간을 의미한다. 따라서 실험2와 실험4의 시간상수를 비교해보면 반응속도를 비교할 수 있다. 실험2의 시간상수는 14초, 실험4의 시간상수는 117초이다. 따라서 온도센서가 알코올 온도계보다 더 빨리 반응했다고 할 수 있다. 이렇게 같은 기준까지의 도달하는 시간을 나타내는 시간상수는 반응속도를 평가하는데 매우 유용하다.

<중략>

[3] 결과 및 토의
이번 실험시간에는 컴퓨터를 이용해 온도의 변화를 측정하는 과정에서 반감기와 시간상수라는 개념을 배웠다. 또, 시간상수의 비교를 통해 온도 센서와 알코올 온도계의 반응속도를 비교해 보았다. 그리고 물 속 냉각과 공기 중 자연냉각, 강제 냉각일 때의 시간상수 비교를 통해 어느 조건일 때 온도 변화가 가장 큰지도 알아보았다.

참고자료

· 없음