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`열의 일당량 측정`
-결과 보고서-
1. 실험결과 및 데이터 분석
(1) 사용된 기호
: 물의 질량을 나타낸다. 단위는 [g].
: 물의 온도를 나타낸다. 단위는 [℃].
: 전원 장치의 전압의 크기를 나타낸다. 단위는 [V].
: 저항에 흐른 전류의 크기를 나타낸다. 단위는 [A].
: 전류가 저항에 흐른 시간을 나타낸다. 단위는 [s].
: 전기 열량계의 물당량을 나타낸다. 단위는 [g].
: 물의 비열이며 1cal/gK 이다. 단위는 [cal/gK] 혹은 [cal/g℃].
: 열의 일당량이다. 약 4.186J/cal 이며 단위는 [J/cal].
(2) 실험결과 및 데이터 분석
가) 실험 1 : 열량계의 물당량 측정
우리는 열의 일당량을 구하기 이전에 우선 전기 열량계에서 발생하는 열의 총량을 구하기 위해 열량계의 물당량을 측정하였다. 이를 계산하기 위해 다음과 같은 식을 이용하였다.
계산결과를 표로 정리하면 다음과 같다.
(g)
(g)
(℃)
(℃)
(℃)
(g)
실험 1-1
280.4
151.2
30.7
17.6
25.3
64.8
실험 1-2
288.5
151.3
27.4
17.2
23.4
54.0
평균
59.4
`표 `
나) 실험 2 : 열의 일당량 측정
우리는 열량계의 물당량을 알아낸 후 전기에너지가 열에너지로 전환될 때 보존됨과 계산된 값을 이용하여 열의 일당량을 계산하였다. 이 때 열의 일당량 는 이론에 의해
이…(생략)
(A)
2.4789
(1) 우리는 실험 데이터를 이론식에 적용하여 직접 열의 일당량을 측정해보았다. 하지만 이론값과 비교하였을 때 큰 오차가 발생한 것을 확인하였다. 그 원인에 대해 고찰해보았다.
가) 교반기로 물을 저어줄 때 열이 발생하여 물의 온도가 올라갔을 수 있다.
나) 반대로 교반기가 잘 작동하지 않아 열량계 내의 물이 잘 섞이지 않고 온도층이 나뉘었을 수 있다. 온도를 측정하다 온도계를 조금 위로 들어보았을 때 온도가 변하는 것을 관찰할 수 있었다. 물이 잘 섞이지 않는 점을 보완하려면 저항을 열량계 하부에 설치하여 물의 아래쪽에 열을 가한다면 대류현상이 발생하여 더 잘 섞일 것이다.
다) 실험 2에서 전원장치의 전류를 1A로 일정하게 맞추었는데, 실험하는 동안 전압이 불규칙하게 변하여 정확한 값을 측정할 수 없었다. 이도 오차의 큰 원인일 것이다.
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