일반물��학실험 - 고체의 비열

실험제목 : 고체의 비열
실험목졵
물 열량계를 이용하여 물질의 비열을 측정하는 과정을 이해하고 물질의 종류에 따라 비열이 다름을 이해한다.
실험원��
물체에 열을 가하면 물체의 온도가 변화되거나 물체의 상태가 변한다. 질량이 m인 물체에 Q만큼의 열을 가하여 물체의 온도가 T1에서 T2으로 변하였다면, 물체의 비열 c는 다음과 같이 정의된다.
온도가 다른 두 물체를 열적으로 접촉시키면 고온의 물체로부터 저온의 물체로 열이 이동한다. 그리고 충분한 시간이 지나면 두 물체의 온도가 같게 되는 열적 평형 상태에 도달된다. 이때 두 물체가 외부왿� 열적으로 차단된 열량계 내에 있다면 고온의 물체가 잃은 열량은 저온의 물체가 얻은 열량과 같게 된다.
온도가 T1인 물(질량 m1, 비열 cw)이 담겨져 있는 열량계(질량 m3, 비열 c3)에 온도가 T2로 가열된 물체(질량 m, 비열 c)를 넣은 후 열적 평형 상태에 도달하면 물체왿� 물, 열량계가 모두 같은 온도 T3가 된다. 이때 열의 흐름을 기술하는 방정식은
이며, 물체의 비열 c는 다음과 같다.
그런데 열량계 내의 용기, 젓개, 온도계 등의 비열을 모두 고려할 수 없으므로 열량계왿� 관련된 물체의 비열을 물당량(물과 비열이 다른 물질의 비열을 물과 같다고 할 때 이에 환산되는 물의 질량)으로 환산하여 계산하면 편리하다.
열량계의 물당량을 M이라 두면 식 (18,2)왿� 식 (18.3)은
이 된다. 여기서 물의 비열 cw는 1cal/g℃이다.
실험기구 및 재료
열량계(용기왿� 젓개 및 온도계), 시료(알루미늄, 철, 구리, 황동), 전열기, 비커, 저울
실험방법
물당량 M의 측정
(1) 실온에 가까운 질량 m1의 물을 열량계에 담고 온도 Tl를 측정한다. 실온의 물과 끓인 물의 합이 열량계 용기에 80%정도 채워지도록 m1과 m2을 정한다.
(2) 온도가 T2인 물(끓인 물)을 열량계에 부은 후 평형온도 T3를 측정한다. 물을 끓일 때에는 물을 비이커에 2/3정도 채우고 온도계는 비이커 바닥에 닿지 않도록 주의한다.