[자연과학] 물리학 실험 - 열의 일당량

제목: 열의 일당량
목적: 전기적 에너지로 발생시킨 열량을 측정하여 열의 일당량을 구한다.
원리: 역학적 에너지는 열 에너지로 열 에너지는 역학적 에너지로 변환시킬 수 있다. 이 때, 1 Kcal 가 일 몇 joule 에 해당하는가를 열의 일당량이라 한다. 따라서, 일 W와 열 량 Q사이에는 W〓JQ 의 관계가 성립하며 J 는 열의 일당량이다. (
한편, 저항 R의 저항선에 전류 i 가 t초안 흐르면 열을 발생시키는데 사용된 전기 에너지는 이다.
전기 에너지에 의해 발생된 열은 열량계 속의 물과 용기의 온도를 에서 로 상승시키며, 이 열랑 Q는 Q 〓 Cm(-)이다. 여기서 m은 물의 질량 그리고 C는 물의 비열로서 1 cal/g℃로 한다.
위의 식W〓JQ, 와 Q 〓 Cm(-)으로부터 열의 일당량은
(J/cal) (erg/cal)
♣열역학 제1법칙 〓` 열과 역학적 에너지를 동등한 입장에서 다루어 이 두 가지 형태의 에너지를 합한 에너지의 보존법칙이다. 어떤 물질계가 한 상태에서 다른 상태로 변할 때, 그 사이에 얻어진 총 에너지는 외부에서 하여진 역학적 일 W와 외부에서 들어온 열량 Q의 합W＋Q와 같고, 이 값은 초기상태와 나중상태만으로…(생략)

1. 그림12.1 와 같이 온도센서를 아날로그 채널 A, 전압센서를 채널 B 에 연결한다.

2. ‘Temperature Sensor`, `Voltage Sensor`의 설정을 다음과 같이 한다.

3. 전압센서의 측정시간 간격을 1초로 설정한 것은 실험시작 전에 전원의 출력전압을 점검하기 위한 것이다. 본 실험에서 온도변화와 함께 측정할 때에는 과도한 데이터의 누적을 방지하기 위하여 10초로 설정을 바꾼다.