[물리학실험 레포트 보고서] 열의 일당량 예비

실험 목적
열의 역학적, 전기적 일당량 실험장치를 통하여 역학적인 일, 또는 전기적인 일의 총량이 전부 열로 변환될때 열에너지는 수행된 일의 총량과 같다. 역학적(또는 전기적)인 일과 열에너지 사이의 등가성을 이해하고 에너지 보존법칙에 의해 줄-칼로리 단위의 관계식, 열의 일당량을 측정한다.
이 론
열의 일당량 [mechanical equivalent of heat]
열이 얼마만큼의 역학적 일에 해당하는지를 나타내는 양. 액체의 온도를 올리는 데는, 그 액체를 저어도 또 가열해도 된다. 저어서 역학적 일을 가하는 것과, 열을 가하는 것과는, 물체를 따뜻하게 한다는 점에서 똑같은 작용을 한다. 이 두가지 방법을 양적으로 비교하면 1cal 의 열은 4.1855J의 일에 상당한다. 이 값은 열과 일을 비교할 때에 항상 똑같은 것으로서, 이것을 열의 일당량이라 한다. 1842년 J.R.마이어, 1847년 J.P.줄에 의해 각각 독립적으로 측정되어 정량면에서 열의 물질설(열소설)을 반박하는 근거가 되었다. 특히 줄은 추가 낙하할 때 회전 날개에 한 일 W(J)를 구하였고, 통 속 물의 질량과 온도의 변화를 측정하여 발생한 열량 Q(㎉)를 계산하여 일과 발생한 열량 사이에는 W= JQ라는 관계가 성립한다는 사실을 밝혀내었다. 여기서 비례상수 줄(J)을 열의 일당량이라고 한다. 비례상수 J는 4.2×103J/㎉이다. 이것은 1㎉의 열량이 역학적 에너지로는 4.2×103J과 같다는 것을 의미한다.
에너지 보존 법칙 [law of energy conservation]
에너지는 그 형태를 바꾸거나 물체에서 물체로 옮기거나 해도 전체 양은 변함없다는 물리법칙. 열에서 기계힘을 얻고, 운동이 열로 바뀌고, 또 열로부터 빛이 생겨난다. 수력으로 발전을 일으켜서 전기…
열량 [quantity of heat]