[자연과학] 물리실험보고서 - Adiabatic gas law

프의 lnP-lnV 그래프에서 구한 추세선은 다음과 같다.
lnP = -1.40 lnV - 3.60
우리는 그래프를 통해 우리가 에서 으로 부피 변화를 일으켰음을 알 수 있다. 그러므로 이 때 이므로, 로 임을 알 수 있다. 는 앞서 알아보았듯이 1.4이다.
에 위에서 구한 값들을 대입하여 W를 구해보면 다음과 같다.


이 때 그래프를 통해서도 알 수 있듯이, 추세선은 실제 실험 그래프와 다르므로 이렇게 구한 일의 값은 실제 일의 값과 다를 것임을 충분히 예상해 볼 수 있다.
일의 식 을 유도할 때에 기체가 이상기체라고 가정하고 이상기체 상태방정식을 이용했다. 그러므로 실제 실험에서는 공기가 이상기체가 아니므로 이 이상기체 방정식 대신에 반데르발스 기체 방정식을 이용해서 일의 식을 유도해야했을 것이다.
(반데르발스 기체 방정식)
그러나 반데르발스 기체 방정식 또한 이상기체 방정식에서 입자가 차지하는 부피와 입자사이의 인력만을 고려해서 유도 된 식이기 때문에 공기가 이상기체가 아닌데서 발생하는 모든 오차를 상쇄시킬 수는 없을 것이다.
또한 우리가 계산과정에서 사용한 의 관계도 이상기체의 가정을 통해서 이론적으로 얻어진 값이기 때문에 실험에서 직접 사용했을 경우 오차가 발생했을 수 있다.
마찰력에 의해서도 일이 이론값보다 손실되었을 수 있다. 실제로 실험에서도 피스톨이 아래로 내려갔다가 올라오면서 부피가 처음보다 감소하는 것을 볼 수 있었다. 이것은 피스톨과 실린더 사이의 마찰이나 다른 요소가 작용했기 때문이다.
References
- General Physics Laboratory I
- Fundamentals of Physics, Halliday
- Essential University Physics IE, Richard Wolfson

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