비열의 측정

어떤 물질의 온도를 단위 온도만큼 변화시키는 데 필요한 열량을 열 용량이라 부르며 단위 질량을 단위 온도만큼 변화시키는 데 필요한 열량을 비열이라 한다. 비열을 C, 물질 m인 , 물질을 Δt만큼 온도를 변화시키는 데 필요한 열량을 ΔQ라 하면 …………………………………………………………………⑴ 와 같이 주어진다. (1)식에서 Δt의 값이 (+)이면 열을 흡수한 경우이며, Δt가 (-)이면 열을 외부에 방출한 경우이다. 외부와 열 적으로 차단된 계에서 온도가 다른 두 물질을 접촉하면 고온의 물질은 열을 방출하고 저온의 물질은 열을 흡수하여 같은 온도인 열 적 평형 상태가 될 것이다. 이때 열량 보존 법칙에 따르면 고온의 물체가 잃은 열량은 저온의 물체가 얻은 열량과 같아야 한다. 즉 비열 c₁질량 m₁온도 t₁인 물체와 비열 c₂질량m₂온도t₂인 두 물체를 혼합하였을 때 t₁> t₂이라면 평형 온도 t는 t₂< t < t₁일 것이다. 이때 고온 체가 잃은 열량 ΔQ은 ………………………………………………………(2) 이며 저온 체가 얻은 열량은 ………………………………………………………(3) 이고 이므로 ……………………………………………(4) 의 관계가 성립한다. 고체의 비열 C는 일반적으로 온도에 의해서 다소 상이하며 특히 대단히 낮은 온도에서는 현저하게 감소하지만, 상온에서는 일정하다고 하여도 좋다. C가 일정하다고 생각 되는 온도범위내에서 측정한다. 지금 비열을 측정하고자 하는 고체시료의 질량이 , 이것을 로 가열하고, 이것을 온도 인 질량 의 물 속에 넣어서 혼합후 온도가 로 되었다고 한다, 고체시료가 방출한 열이 물로 들어가서 그의 온도를 높이는데 쓰여졌다고 하면 ……………………………………………⑸ 가 된다