[물리실험] Joule 열량계 -Joule`s Calorimeter-(열의 일당량 측정)
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- 목차
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1. 실험제목 : Joule 열량계 -Joule's Calorimeter- (열의 일당량 측정)
2. 목적
3. 기본 원리
4. 실험 기구
5. 실험 방법
1) 열량계의 물당량 측정
2) 열의 일당량 측정
6. 실험 결과
(1) 열량계의 물당량 (2회 측정)
(2) 열의 일당량
7. 토의
- 본문내용
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7. 토의
우리가 알고 있는 열의 일당량은 4.184 J/cal이다. 따라서 우리 실험에서는 7.8%정도 더 크게 나왔으나 비교적 비슷하게 나왔다고 여겨진다.
열의 일당량이 우리가 알고 있는 것 보다 크게 나왔다는 것은 가해준 일이 열로 덜 전환 되었다고 볼 수 있다. 따라서 일을 열로 전환시키는 과정에서 열손실이 있었음을 알 수 있다.
그렇다면 열손실의 원인을 생각해 보겠다. 물론, 열량계가 단열되어 있다고 하지만, 완전 단열되었다고 볼 수는 없다. 먼저, 전류를 끊고 평형을 맞추기 위해 교반기를 젓는 동안 열손실을 고려할 수 있다. 열손실은 높은 온도에서 더 많이 일어날 것이다. 하지만, 좀 낮은 온도에서도 즉 물당량을 측정하는 데서도 이런 종류의 열손실(평형을 맞추기 위해 교반기를 젓는 동안의 열손실)이 일어날 수 있다.
이러한 열손실에 관한 오차를 최소화하기 위해, 열량계의 열손실정도를 알아보는 실험을 하는 것이 도움이 되리라고 본다. 즉 우리가 실험해야 하는 온도 근처에서 시간에 따른 온도변화를 측정하여 본 실험의 온도변화 항에 감안한다면 열량계의 열손실에 대한 항을 보정할 수 있을 것이다.
또한 온도를 측정할 때도 오차가 날 수 있다. 우리가 사용한 수은 온도계는 인간의 눈에 의한 오차를 cover하기 힘들다. 따라서 온도를 읽는 과정에서나 재는 과정에서 오차가 났을 가능성이 있다.
그리고, 물의 비중을 1이라고 가정하여 질량 대신에 부피로 100g(100mL)를 측정하였는데, 실험실이 온도를 고려하여 밀도를 고려해 주거나, 아니면 아예 저울로 물의 질량을 측정하는 것도 좋을 것이다.
마지막으로, 평형을 위해 교반기로 저어준다고 젓고 또 더 이상 온도가 내려가거나 올라가지 않는 때의 온도를 측정한다고 했지만, 정말 평형이 언제 이루어졌는지 온도가 내려갈 때 그것이 단열이 덜되서인지 평형이 덜되서인지 수은 온도계로는 민감하게 알아내기 힘들다고 생각한다.
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