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열의 일당량 결과보고서

등록일 : 2013-04-29
갱신일 : 2013-04-29


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열의 일당량 결과보고서


열의 일당량

측정값
추의 질량: M = 3999g
알루미늄 실린더의 질량: m = 202g
알루미늄 실린더의 반지름: R = 20.70mm
설정온도(°) (Ω) (°) (Ω)(°)(°)(회)(J/cal)31109,60023.1274,90031.428.292474.43431112,50022.5372,60032.419.882844.27732118,30021.4272,90031.8510.433114.43932113,50022.3370,80032.8xxx.473094.39428111,00022.8387,30027.915.081484.33728107,70023.5384,10028.975.441594.34927111,40022.7590,90027.074.321454.998평균4.461표준오차0.092

실험결과
이번 실험의 목적은 역학적 일이 열에너지로 변환될 때 가해준 일과 변환된 열량을 측정하여 열의 일당량을 측정하는 것이다.
역학적 일은 줄의 마찰력을 통해 알루미늄 실린더에 가해준 일이고, 이때 마찰에 의해 발생한 열랑은 실린더의 온도 변화로부터 계산할 수 있다.
이렇게 하여 계산한 열의 일당량은 4.461 (J/cal) 이다.

질문 및 토의

(1) 온도를 계산하는데 발생하는 오차가 일당량의 값에 미치는 정도를 오차의 전파를 이용해 계산하고 결과를 분석하시오.

온도에서 발생하는 오차가 일당량의 값에 미치는 정도를 알아보기 위해서 다른 오차의 가능성을 제외하고 계산한다.
열당량 J는 다음과 같이 계산된다.

열당량의 표준편차
여기서


로 계산하면 온도에 의해서 발생하는 오차를 구할 수 있다.

(2) 오차가 생긴 원인을 실험 과정과 결과로부터 설명하시오.

① 열은 항상 머물러 있지 않고 높은 곳에서 낮은 곳으로 전해진다. 즉, 알루미늄 실린더 에서 공기 중으로 열이 이동하므로 오차가 생긴다.
② 매번 크랭크를 돌리는 속도가 다르다. 한번 크랭크를 돌리는데 드는 일의…(생략)
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