(A+)단국대학교 일반물리학실험1 열의일당량 예비보고서

목차

1. 목적
2. 원리
3. 기구 및 장치
4. 실험방법
5. 참고문헌

본문내용

1. 목적
역학적 계에 마찰력이 작용하면 마찰력이 한 일만큼 역학적 에너지의 일부가 감소하여 내부에너지로 전환된다. 이때 역학적 에너지의 감소량과 내부에너지의 증가량은 동일하다. 계의 에너지가 변화되는 방법은 이와 같이 계에 일을 해주는 것 외에 열을 이용해 에너지를 전달하는 방법이 있다. 다, 열은 계와 계 사이에 온도차가 있을 때만 전달되는 에너지다. 본 실험에서는 마찰을 통해 계에 전달해준 일을 열로 환산하여 열의 일당량(열을 일로 환산할 때의 비례상수)을 측정해본다.

2. 원리
계의 내부에너지는 계의 질량중심에 대해 정지해 있는 기준틀에서 볼 때 계를 구성하는 미시적 원자(또는 분자)들이 갖는 무질서한 병진, 회전, 진동에 의한 운동에너지와 원자(또는 분자)들 사이에 작용하는 힘에 의한 위치에너지를 포함하는 개념이다. 단, 계 전체가ㅣ 공간을 이동할 때의 운동에너지와 위치에너지의 변화는 포함하지 않는다. 어떤 계가 가지고 있는 역학적 에너지는 보존력장에서는 보존되지만 마찰력과 같은 비보존력이 존재할 때는 마찰력이 한 일 만큼 역학적 에너지는 감소되며 감소된 에너지는 내부에너지로 전환된다. 흔히 ‘내부에너지’와 ‘열’을 혼동하는데 ‘열’은 계와 환경 사이의 온도차에 의해 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흘러가는 ‘에너지 전달’을 뜻하는 것이다. 그러므로 따뜻한 물잔을 손으로 잡으면 물잔에서 손으로 ‘열’이 발생하여 흘러가지만 차가운 물잔을 손으로 잡을 때도 손에서 물잔으로 ‘열’이 발생하여 흘러간다. 그러므로 ‘차갑고 뜨거운’것이 열이 아니며 마찬가지로 온도 역시 ‘차갑고 뜨거운’ 정도가 아니라 ‘열’이 어느 쪽으로 흘러갈지를 결정하는 척도이다.

참고자료

· 일반물리학실험, 김연중 외 2인, 북스힐, 233p (2020)
· https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%94%ED%83%88%ED%94%BC
· https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%94%ED%8A%B8%EB%A1%9C%ED%94%BC