열의 일당량 측정 결과 fr

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열의 일당량 측정 결과 fr.hwp

본문 1. 측정치 (1) 실험 1 m _ 1 = 200 g, m _ 2 = 100 g 횟 수 온 도 1 2 T _ 1 (K) 300 K 299 K T _ 2 (K) 288 K 289 K T(K) 296.5 K 296.5 K 물당량 w(g) 43 g 100 g 평균 물당량 = 71.43 g (2) 실험 2 첫 번째 : 전압(V ) : 5.7 V , 전류(A ) : 1.00 A , m _ 1 = 200 g 두 번째 : 전압(V ) : 5.3 V , 전류(A ) : 1.00 A , m _ 2 = 200 g 횟 수 온 도 1 2 T _ 1 (K) 289.5 K 289.5 K T _ 2 (K) 292 K 292 K 시간t (sec) 420.24 초 451.41 초 일당량J (J/cal) 3.53 J/cal 3.53 J/cal 평균 일당량 = 3.53 J/cal (실제값 = 4.186 J/cal) 2. 분석 (1) 실험 1 -> 측정치들을 식 w= m _ 2 (T- T _ 2 ) over T _ 1 -T - m _ 1 에 넣어서 물당량 w (g)을 구했다. ( m _ 1 = 교반기에 들어가서 온도가 바뀌는 물의 양 m _ 2 = 비커에 담겨서 온도 변화가 없는 물의 양 T _ 1 = m _ 1 의 온도, T _ 2 = m _ 2 의 온도 T = 두 물을 섞었을 때의 온도 ) 첫 번째 실험 : w= 100(296.5-288) over 300-296.5 -200 물당량 = 42.86 g 두 번째 실험 : w= 100(296.5-289) over 299-296.5 -200 물당량 = 100 g 평균과의 차이 첫 번째 실험 : +28.57 g 두 번째 실험 : -28.57 g (2) 실험 2 -> 측정치들을 식 J= Vit over c(m+w)( T _ 2 -T) 에 넣어서 물의 일당량 J (J/cal)을 구했다. ( m = 교반기에 들어가서 온도가 바뀌는 물의 양 V = 전기열량계에 가한 전합 A = 전기열량계에 가한 전류 c = 물의 비열 T _ 1 = 열을 가하기 전 물의 온도 T _ 2 = 열을 가한 후 물의 온도 t = 열을 가한 총 시간 ) 첫 번째 실험 : J= 5.7*1.00*420.24 over 1*(200+71.43)(292-289.5) 3.53 J/cal 두 번째 실험 : J= 5.3*1.00*451.41 over 1*(200+71.43)(292-289.5) 3.53 J/cal 평균과의 차이 첫 번째 실험 : 0 J/cal 두 번째 실험 : 0 J/cal 실제값과의 차이 첫 번째 실험 : -0.66 J/cal 두 번째 실험 : -0.66 J/cal 3. 오차요인 (1) 실험 1 -> 실험 1의 대략적인 실험 내용 실험 1에서는 200g의 물을 떠서 교반기에 넣고 열을 준 다음 100g의 온도 변화가 없는 물과 섞 는 실험이었다. 그 과정에서 두 물이 섞여서 평형을 이룬 온도와 이전 두 물의 온도 관계를 통하여 서 물의 일당량을 구하는 것이 실험 내용이다. 실험 1에서의 오차 요인 이번 실험에서는 두 실험의 값과 평균과의 오차가 크게 났다. 두 실험마다 정확히 실험하려고 노력 했지만 어느 부분에선가 똑같은 조건이 유지되지 못한 듯 하다. 오차 요인을 생각해보면 온도계의 눈금을 잘 못읽는 것과 교반기를 제대로 들고 있지 못한다든가 비커에 정확한 물의 양을 뜨지 못 한 것이 있다고 추정할 수 있다. 이 오차 요인들을 각자 보면 결과에 큰 영향을 주지 못하지만 이 런 저런 요인이 뭉쳐뭉쳐 커진 듯 하다. 그러나 다음의 오차요인은 결과에 가장 큰 영향을 준듯하다. 교반기에 담긴 물이 교반기가 보온효 과가 있다하지만 온도가 존재하기 마련이고 온도의 차이가 나면 서로 같아지려 할 것이다. 그러면 온도에 변수가 생기게 되고 오차가 나온다. 교반기의 안쪽 재질을 보았을 때 구리같았다. 어찌됬든 금속으로 안감이 되어있었다. 안쪽의 금속은 주변 다른 물체나 상온에 비해 차가웠다. 이유는 잘 모 르겠다. 오차요인은 여기서 발생한 듯 하다. 처음에 차가운 금속통에 물을 담았을 때 당연히 금속은 열전도율이 좋으므로 물이 금속통에 열을 빼앗을 것으로 추정한다. 따라서 물의 온도를 목표치 만큼 올렸을 때 가뜩이나 정화된 물에 들어있는 이물질 때문에 물의 비열이 바뀌었는데 더구나 금속과 같이 식으므로 비열이 다를 수 밖에 없다. 종합해보면 통과 바깥 공기와의 보온은 잘 될지는 몰라도 통안에서의 온도 보존은 되지 않은 것이다. (2) 실험 2 -> 실험 2의 대략적인 내용 실험 2는 물체를 동일한 전압, 전류로 일정한 온도를 올리면서 시간을 측정하여 공식에 넣어 일당 량의 값을 구하는 것이다. 실험 2에서의 오차 요인 실험 2에서는 첫 번째와 두 번째 실험에서 얻은 근사값의 서로 일치하여 오차를 보이지 않았다. 이 결과가 뜻하는 바는 실험 2는 비록 사람이 실험해서 오차가 존재하지만 첫 번째와 두 번째 실험 모 두 비교적 일정한 조건과 정확한 측정하에 실험이 진행되었다는 것을 뜻한다. 하지만 어떠한 측정치 가 오차가 발생했기 때문에 일당량의 실제값과 오차가 -0.66 J/cal이 발생하였다. 우선 손꼽을 수 있 는 오차 요인은 앞서 실험했던 실험 1에서의 물당량을 계속 실험 2의 계산식에 썼다는 것이다. 알다 시피 실험 1에서 많은 오차 요인의 작용으로 첫 번째와 두 번째 실험의 오차가 컸기 때문에 신빙성 이 떨어진다. 그 값을 가지고 계산하였기 때문에 어느정도 오차가 발생했다고 본다. 다음은 기계의 정확성이다. 기계가 일정한 V와 A로 물을 데워주지 못하였기 때문에 실험이 정확하다고 말할수 없 다. 또한 물을 데우기 위해 전기열량계를 쓰지만 전기 에너지가 모두 열에너지로 바뀌어 물을 데워 준다고 볼순 없다. 중간에 반드시 소실되는 에너지가 존재할 것이다. 다음 오차요인으로는 물을 데 우지만 물만 데워지는 것이 아니라 물속에 들어있는 이물질과 물을 둘러쌓고 있는 교반기와의 열교 환으로 데워지는 물체들이 많이 존재한다. 여기서 물에 준 열에너지가 소량 주변으로 소실된다. 따 라서 물의 일당량은 비교적 적게 나오게 된다. 그래서 실제값과의 오차가 -0.66 J/cal가 생겼다. 질문 1. 전기 제품 중에서 일과 열의 관계로 작동 원리를 이해할 수 있는 것을 생각해 보자. -> 전기 밥솥, 전기 다리미, 전기 장판, 커피 포트, 전기 주전자, 토스트기등 . 대부분의 전기 제품들은 전기에너지를 이용해서 전기가 저항을 지날 때 발생하는 열에너지를 가지 고 여러 가지 일을 할수 있다. 2. 열의 일당량을 측정할 수 있는 다른 방법으로는 어떠한 것들이 있을까? -> 물체에 있던 역학적인 에너지가 열에너지로 전환되었을 때 열량을 측정하여 역학적인 에너지(J) 를 열에너지(cal)로 나누어서 열의 일당량(J/cal)을 측정한다. <물리학 실험 결과 보고서> -열의 일당량 측정- 담당교수 : 한정훈 담당조교 : 염민형 공학계열 2005310662 박남선 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 실험, 번째, 오차, 온도, 물의, 일당량