제목: 열의 일당량
목적: 전기적 에너지로 발생시킨 열량을 측정하여 열의 일당량을 구한다.
원리: 역학적 에너지는 열 에너지로 열 에너지는 역학적 에너지로 변환시킬 수 있다. 이 때, 1 Kcal 가 일 몇 joule 에 해당하는가를 열의 일당량이라 한다. 따라서, 일 W와 열 량 Q사이에는 W=JQ 의 관계가 성립하며 J 는 열의 일당량이다. (
한편, 저항 R의 저항선에 전류 i 가 t초안 흐르면 열을 발생시키는데 사용된 전기 에너지는 이다.
전기 에너지에 의해 발생된 열은 열량계 속의 물과 용기의 온도를 에서 로 상승시키며, 이 열랑 Q는 Q = Cm( -)이다. 여기서 m은 물의 질량 그리고 C는 물의 비열로서 1 cal/g℃로 한다.
위의 식W=JQ, 와 Q = Cm( -)으로부터 열의 일당량은
(J/cal) (erg/cal)
♣열역학 제1법칙 =] 열과 역학적 에너지를 동등한 입장에서 다루어 이 두 가지 형태의 에너지를 합한 에너지의 보존법칙이다. 어떤 물질계가 한 상태에서 다른 상태로 변할 때, 그 사이에 얻어진 총 에너지는 외부에서 하여진 역학적 일 W와 외부에서 들어온 열량 Q의 합W＋Q와 같고, 이 값은 초기상태와 나중상태만으로 결정되고 변화과정에는 무관한 양이다. 이 W＋Q는 두 상태량의 차와 같고 이를 내부에너지라고 한다. 외부에서 열의 흡입이 없고 일도 받지 않았다면, 그 물질계의 에너지는 변하지 않는다.
실험방법:
기본적인 실험 방법은 고등학교 때 해보았던 줄의 실험과 크게 다르지 않다.
♣줄의 실험이란
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2015.02.26
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