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자연과학계열 물리학 실험 - 고체의 비열 물리학 실험 - 고체의 비열.hwp 등록인 leewk2547 등록/수정일 15.03.17 / 15.03.17 문서분량 4 페이지 다운로드 0 구매평가 판매가격 2,000원

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보고서설명
고체의 비열 목적: 고체 시료의 비열을 측정함으로써 열, 열용량의 개념을 실험적으로 확인한다. 원리: 어떤 물체의 온도를 높이는데 필요한 열량 가 물체의 질량 과 온도차 에 비례한다.

본문일부/목차
일정한 기압 하에서 측정된 비열을 정압비열(specific heat at constant pressure)이라고 하며 로 표시한다. 고체와 액체의 경우에는 정압비열이 가장 측정하기 용이하며, 앞의 표는 몇몇 고체 및 기체의 정압비열을 나타낸다. 비열을 측정하기 위한 가열과정에는 여러 가지가 있다. 한 예로써 부피를 일정하게 유지하면서 (물론 이때 압력은 변화함) 측정한 비열을 정적비열(specific heat constant volume)이라고 하며 로 표시한다. 액체나 고체의 경우 정압비열과 정적비열 사이에는 불과 몇 퍼센트 내의 차이만을 보이지만, 기체의 경우는 큰 차이를 보인다. 특별히 언급이 있을 때를 제외하고는 만을 고려하며 첨자 를 떼어서 그냥 로 기술한다. 만일 철( : iron)의 온도를 90℃에서 10℃로 냉각시키려면 철로부터 180의 열을 빼앗아야 할 것이다. 즉, 위의 식은 열의 유입이나 손실이 있을 때에, 즉 온도가 증가할 때나 감소할 때 모두 성립한다. 철이 아니고 20의 물이 10℃에서 90℃로 가열된다면 1600의 열이 필요하게 된다. 물은 비열이 큰 물질이라서 난방 등 온도를 오래 유지하여야 하는 여러 가지 목적에 적합한 물질이다. 고립계(界) 내에 서로 다른 온도의 부분들이 존재한다면, 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 열이 이동하게 된다. 완전한 고립계의 경우 계 전체의 에너지는 변할 수 없으므로 한 부분이 열을 잃은 양과 다른 부분이 얻은 양은 같아야 한다. 잃은 열 = 얻은 열 위에서 논의 된 바와 같이 에너지의 변화를 이용하여 열량계(calorimeter)를 만들 수 있으며, 이것으로 열의 변화를 측정할 수 있다. 열량계를 설명하기 위하여 <그림 1>에 물을 이용한 간단한 열량계의 그림이 주어져 있다. 여기서 가장 중요한 것은 외부와의 절연이다. 열량계로 다른 물질의 비열을 측정하기 위해서는 물체를 가열하여 정확한 온도를 잰 후 빠르게 열량계 속의 찬물에 집어넣어 최종적인 온도를 측정한다. 물체가 잃어버린 열량이 물과 열량계가 얻은 열량과 같으므로 비열을 알아 낼 수 있다. 실험방법: 1. 온도 센서를 아날로그 채널 A에 연결한다. 2. “Temperature Sensor"의 설정을 다음과 같이 한다. Temperature Sensor General Sample Rates: 2Hz Measurement Temperature, Ch A(deg C) 3. 증기발생기에 물이 충분한지 확인하고 전원스위치를 켜 물을 끓인다. 4. 이용할 열량계의 질량 을 측정한다. 5. 금속시료로 사용할 알루미늄, 구리, 납의 질량 을 각각 측정한다.

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