[자연과학] 일반물리학 실험 - 뉴턴의 냉각 법칙

k값을 줄이기 위해서는 온도 차이를 크게 하면 될 것이고, 냉각률 = -kTdiff이므로 k는 냉각률을 나타낸다.

9) 여러분이 구한 방정식을 이용해서 800초 후에 그 온도를 계산해 보아라. 여러분이 계산한 값과 실제 데이터 값을 비교하여라.
- T = 25.17e-(0.06275t) + 31.35 = 25.17e-(0.0627513.3) + 31.35 = 42.28 이다. 프로그램으로 확인해 보면 13.3분일 때 T는 42.3℃로 실제 데이터와 일치함을 알 수 있다.

10) 여러분이 구한 방정식을 이용해 물의 온도가 실험실 온도보다 1 높은 온도에 도달할 때까지 걸리는 시간을 구해 보아라.
- T = 25.17e-(0.06275t) + 31.35 = 32.35를 계산해 보면 t = 51.40분이 걸릴 것이다.

11) 만약 초기 온도차가 절반이라면, 실험실의 온도보다 1 높은 온도를 얻는데 반의 시간이 걸리겠는가
- 10)번 문제를 통해 임을 알 수 있다. 여기서 T0가 절반이 되면
이 된다. 그러므로 t가 반의 시간이 걸리는 것이 아니라 ln2배가 됨을 알 수 있다.

4. 고찰
- 이번 실험은 뉴턴의 냉각 법칙을 눈으로 확인을 할 수 있었던 실험 이었다. 우선 오차는 9)번 문제를 통해 오차가 거의 없었음을 알 수 있다. 사람의 체온 등으로 오차가 생길 수 도 있겠지만 그 차이가 미미하여 오차가 거의 생기지 않았다. 만약 오차가 많이 생겼다면 온도가 일정하게 유지되는 실내에서 실험자들이 실험도구를 세팅하고 수집 버튼을 누름과 동시에 밖으로 나가서 물의 온도에 영향을 미치지 않는 범위에 있으면 좀 더 정확한 실험을 할 수 있을 것이다.

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