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1.실험목적
-물 열량계를 이용하여 혼합방법으로 고체의 비열을 측정한다.
2. 기구 및 장치
(l) 열량계 (용기와 젓개 )
?(2) 온도계
3. 이론
(1). 물체에 열을 가하여 주면, 그 물체의 온도가 변하거나, 상전이(phase transition) 를 한다.
(2). 질량이 mg인 물체에 Qcal만큼의 열량을 가하여, 물체의 온도가 t0°C에서 t1°C로 변하였다면,
그 물체의 비열 c는
cm(T2-T3)
=(c`m`+Mw?Cw)(T3-T1)
∴ C= (C`m`+Mw?Cw(T3-T1)/m(T2-T3) -------- 식(１)
와 같이 표시된다.
(3). 이 값은 물질의 고유한 상수이며, 엄격히 온도에 따라 약간 변한다.
(4). 이와는 달리 어떤 물체 1g에 열량 Qcal를 가하여 이 열이 물체가 상전이를 하는데 소모되었다고 하면(이때 온도는 변하지 않는다).
(5). 이 열량을 상전이할 때의 숨은 열 (latent heat ; L) 이라고 한다.
숨은열에는 융해열(또는 응고열). 기화열(또는 액화열) 승화열 등이 있다. 일정한 양의 H2O에 대한 온도와 열량의 관계를 아래 그림에 표시하였다.
4. 실험방법
(1). 먼저 아래 그림과 같은 열량계의 물당량 M을 다음과 같은 방법으로…(생략)
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2.철 (0.104-0.1538/0.104)×0.104
=47.1%
3.구리
(0.092-0.6897/0.092) × 100
∴3.2%
6. 검토
오차의 원인으로는 시료의 온도를 잘 전달하지 못했으며, T3의 온도를 측정시 시료(T2)물의온도(T1)의 온도가 평형을 유지하기 위해서느 sdhs도가 잘 섞여야 하지만, 시료가 비커에 닿는바람에 측정결과에 오차가 발생했다.
물론 비열이라는것이 1kg을 1℃ 높이는데 필요한 열량이라는것을 잘알고 있으며 그 결과 알루미늄의 비열이 가장높게 나타났다.
이를 보아 가열하여 놓아둔 구리가 가장먼저 식었고, 다음으로는 철, 알루미늄순이였다.
그리고 각각의 C1. C2. C3 (알루미늄, 구리, 철) 의 오차를 구했을 때, 알루미늄은 4.7%
철은 47.1%, 구리3.2%로 철의 비열을 구할 대 가장 높은 오차가 발생, 그 이유는 앞에서도 언급했지만 충분히 가열하지 못했고, 시료(T3)가 물의온도(T1)에 시료의 열에너지가 잘 전달되지 못했다.
또한 시료의 위치가 가장자리로 몰렸으며, 시료가 비커에 닿는 바람에 실험결과에 오차가 많이 발생했다. (가장자리로 몰린상태에서 온도계는 정가운데를 측정했기 때문이다.)
7. 참고문헌
공주대 사범대학 물리교육학과(이희복교수님자료)
연세대 물리교육(일반물리및실험)
네이버“고체의 비열”검색자료
건국대 일반물리및실험(프린터 참고)
충북대 일반물리및실험
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