[A+] 성균관대학교 일반물리학실험 고체의 비열

소개

"[A+] 성균관대학교 일반물리학실험 고체의 비열"에 대한 내용입니다.

목차

1. 이론

2. 실험 결과 및 분석
1) 실험1 – 열량계의 물당량 측정
2) 실험2 – 고체의 비열 측정
3) 오차

3. 분석 결과 고찰

4. 실험 결론

5. 참고 문헌

본문내용

질량이 m인 어느 물질의 온도를 ∆T만큼 높이는데 필요한 열량이 Q이면 비열 c_m은 다음과 같다.
c_m ≡ ∆Q/m∆T (1)
단열 용기에 온도 T_1인 물체 A와 온도 T_2인 물체 B를 넣으면, 시간이 경과함에 따라 온도가 낮은 물체 B는 물체 A로부터 ∆Q만큼의 열량을 흡수하고, 반대로 온도가 높은 물체 A는 ∆Q만큼의 열을 잃게 되어, 같은 온도 T에 도달하게 된다.
m_1 c_1 (T_1-T) = m_2 c_2 (T-T_2) (2)
여기서 c_1과 m_1은 물체 A의 비열과 질량이고, c_2과 m_2는 물체 B의 비열과 질량이다. 식(2)를 이용하여 물질의 비열을 알아낼 수 있으며, 이런 방법을 혼합법이라 하고, 에너지 보존 법칙을 이용한 것이다.
운동하는 물체와 접촉면 사이에 마찰이 작용하면 물체와 거친 표면이 어느 정도 따뜻해지는 것을 쉽게 경험할 수 있다. 그러므로, 식(4)에 따뜻해짐(온도의 변화)을 나타내는 내부 변수를 포함시키는 것이 타당하다. 이러한 내부 변수를 내부 에너지 ∆U로 표현하면, 이 계의 일-에너지 변화 사이에는 다음의 관계가 성립한다. 즉, 초기 운동 에너지의 일부분은 마찰에 대한 일로, 나머지는 물체의 내부 에너지 증가에 사용된다.
∆K = W + ∆U (3)
그런데, 어느 정도 시간이 지나면, 물체는 식는다. 이것은 물체가 마찰에 대하여 운동할 때 발생한 내부 에너지가 열의 형태로 물체로부터 방출되기 때문이다. 어떤 계가 단열 상태에 있지 않고 주변으로부터 열을 주고 받는다면, 식(4)의 좌변에 ∆Q를 더할 수 있다.
∆K + ∆Q = W + ∆U (4)
식 (5)는 마찰에 의해 발생하는 열과 일 사이의 간계에 주변으로부터 열의 출입을 고려한 식이다. 만약 운동 에너지를 고려할 필요가 없는 상황이라면, 식 (5)는 열역학 제 1법칙이 된다.
∆Q = W + ∆U (5)

참고자료

· [일반물리학실험], 성균관대학교 물리학과 물리실험위원회