물리학실험 5-1 컴퓨터를 사용한 측정, 온도의 변화

물리학실험 5-1 컴퓨터를 사용한 측정, 온도의 변화

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본문 결과보고서 제목 : 컴퓨터를 사용한 측정 의학부 1학년 학번: 200720551 이름: 김창환 담당조교: 손기옥 날짜: 2007.04.10 조: 2 공동실험자: 김종욱, 문혜민 1 측정값 및 분석 온도 (CENTIGRADE ) 측정시간(s) t ^ ```` prime 환산시간(s) t=t ^ ```` prime -t _ 0 ^ ```` prime 최고온도 31.8 t _ 0 ^ ```` prime =5.50 t _ 0 =0 최종온도 12.9 t _ f ^ ```` prime =67.0 t _ f =61.5 37 % 19.9 t _ 1 ^ ```` prime =11.4 t _ 1 =5.9 1 % 13.1 t _ 2 ^ ```` prime =57.5 t _ 2 =52.0 최대 변화율 = -5.6(CENTIGRADE /s) 실험 1 (물 속 냉각) 온도 (CENTIGRADE ) 측정시간(s) t ^ ```` prime 환산시간(s) t=t ^ ```` prime -t _ 0 ^ ```` prime 최고온도 32.0 67.0 0 최종온도 19.7 ***** ***** 37 % 24.3 162 95 최대 변화율 = -0.2(CENTIGRADE /s) 실험 2 (공기 중 자연 냉각) 실험 3 (공기 중 강제 냉각) 온도 (CENTIGRADE ) 측정시간(s) t ^ ```` prime 환산시간(s) t=t ^ ```` prime -t _ 0 ^ ```` prime 최고온도 32.5 14.0 0 최종온도 19.7 ***** ***** 37 % 24.4 60.0 46.0 최대 변화율 = -0.3(CENTIGRADE /s) (그림을 잘못 저장해서 엑셀로 그림) 실험 4 (알코올 온도계, 공기 중 자연 냉각) 물의 온도 측정 공기 중 자연 냉각 컴퓨터 : 14.6CENTIGRADE 37% 도달 시간 : 139sec 알코올 온도계 : 14.5CENTIGRADE 2 결과 및 토의 질문에 대한 토의: 1) 실험 1에서 최종온도까지의 1% 이내로 들어오는 시간은 5tau와 비교할 때 어느 정도 일치하는가? 이러한 관점에서 식 (3)의 근사는 만족스러운가? -> 이론적으로 37%가 되는 시간 tau는 약 5.9초이므로 5tau는 약 29.5초이다. 그러나 1% 이내로 들어오는 측정된 시간은 약 52.0초이다. 차이가 상당히 크기 때문에, 이번 실험에서는 이론 값과 결과 값이 거의 일치하지 않았다. 따라서, 이 결과 값만 두고 본다면 식 (3)의 근사는 적절하지 않다. 그러나, 우리의 실험이 외부 변인을 제대로 통제하지 못했기 때문에 이런 결과가 나왔을 가능성이 더 높다. 왜냐하면, 실험 초기에는 실험자의 체온에 의한 영향을 받지 않다가, 실험이 계속 되고 있는 동안 실험자 주위의 온도가 올라가 실험기기에 영향을 미치기 때문이다. 게다가, 보통 한 조에 3명이 실험을 하므로, 체온에 의한 영향이 더욱 커진다. 2) 물과 대기의 온도를 측정할 때 평형점에 도달하는 시간을 어떻게 비교하겠는가? -> 물의 온도와 실내 대기 온도를 먼저 측정하여, 그 온도를 평형 온도로 간주한다. 각각의 경우 측정값이 평형 온도에 도달하는 시점의 시간을 최종 온도에 도달한 시간으로 간주한다. 이렇게 측정했을 때, 평형점에 도달하는 시간이 물이 더 빨랐는데, 이는 물의 열 전도도가 공기의 열 전도도보다 더 높기 때문이라고 생각된다. 3) 알코올 온도계와 이 실험에서 사용한 온도센서는 어느 것이 더 빨리 반응하는가? 시간상수는 온도계의 반응속도를 평가하는데 어떻게 유용한가? ->37%에 도달하는 시간이, 온도센서는 약 52.0초였고 알코올 온도계는 약 139초였으므로 온도센서가 더 빨리 반응한다. 시간상수는 최고 온도 변화의 37% 이내로 들어오는 시간을 나타내므로 시간 상수의 대소를 비교해서 온도계의 반응속도를 비교할 수 있다. 시간상수가 작을수록 반응속도가 빠르다. 4) 반감기 T를 시간상수 tau로 표시하는 식을 유도하여라. ->N=N _ 0 ( 1 over 2 ) ^ ``t over T =N _ 0 `e ^ - t over tau 이렇게 N을 표현할 수 있다. 이 등식에서 N _ 0 를 소거하고 양변에 자연로그를 취해주면, - t over T ln2= - t over tau 가 성립한다. -를 지우고 tau에 관한 식으로 정리하면 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 시간, 온도, 실험, 측정, 공기, 결과