일당량 실험 예비

일당량 실험 예비

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본문 실험1) 열의 전기적 일당량 실험 -실험 목적 저항에 의한 전기 에너지가 다른 형태의 에너지인 열로 변환하는 과정 을 이용하여 열의 일 해당량을 측정한다. -이론 및 원리 고체를 마찰시키거나 기체를 급격히 압축하면 열이 발생하고 온도가 올라간다. 반대로 열 출입이 없도록 하고 기체를 팽창시키면 온도가 내려간다. 이 사실을 통해서 온도가 바뀌는 것은 반드시 열의 이동만으로 이루어지는 것이 아니라 역학적 일에 의해서도 이루어진다는 사실을 알 수 있다. 역학적 일 W erg와 일정량의 열 Q ㎈ 사이에는 W=4.186×107Q인 관계가 성립한다. 따라서 1㎈는 4.186×107erg의 에너지에 해당하는데, 이 값을 열의 일당량이라 한다. 물체의 열적 상태(온도와 분자의 응집상태)를 결정하는 것은 그 물체의 내부에너지인데 이는 분자의 역학적 에너지로서 물체 내에 저장되어 있다. 열이란 이 내부에너지의 변화에 불과하다. 이러한 입장에서 물체의 현상을 보면 열과 역학적 일은 모두 내부에너지를 변화시키는 요인으로서 동등한 것이며, 따라서 열은 에너지의 한 형태에 지나지 않는다고 할 수 있다. 물체가 각각 열적 상태에 대응한 에너지를 가지고 있다는 것은 단순히 물체가 열을 다른 물체에 제공할 수 있을 뿐 아니라 역학적 일을 할 수 있는 능력을 가지고 있다는 것을 의미하며, 적당한 방법으로 내부에너지의 변화, 즉 열의 일부를 역학적 일로 바꿀 수 있다. 증기기관이나 내연기관 등 열기관이 바로 이것이다. 일반적으로 역학적 일은 전부 열로 바꿀 수 있는 데 반해 열을 전부 일로 바꾸는 것은 원리적으로 불가능하다. 열역학 제1법칙에 대해 살펴보자 열역학 제1법칙이란 어떠한 물리적, 화학적 변화에 있어서도, 그 변화에 관계되어 있는 모든 계에 대하여 생각한 경우 에너지(내부 에너지)의 변화의 합이 ΣdU＝0이라는 법칙. 이것은 에너지 보존의 법칙을 특별히 열현상에 대하여 적용함으로써 확립되었다. 에너지 변화의 종류로는 기계적 에너지, 열에너지, 전기 에너지, 복사 에너지, 또는 분자 내 에너지 등이다. 특히 취급이 편리하기 때문에, 어떤 대상으로 하는 계와 그 주위를 구별하여 생각하면 그 계 내의 에너지 변화와 계 외의 주위 변화는 크기가 같고 부호가 반대가 된다. 계의 내부 에너지의 변화 dU를 편의상 다음과 같이 3종류로 나눌 수 있다. 부호는 외계에서 계로 들어가는 경우를 ＋로 한다. 그림에 나타낸 것처럼 여러 종류의 에너지 출입에서는 처음의 상태 Ⅰ과 후의 상태 Ⅱ에서의 에너지차는 다음과 같이 되며, 1) 외계와 계와의 경계벽이 열 이외의 것을 통과시키지 않을 때(w＝u＝0)는 ΔU＝q, 2) 기계적 에너지밖에 통과하지 않을 때(q＝u＝0)는 ΔU＝w, 3) 기계적 에너지도 열에너지도 통과하지 않을 때(w＝q＝0)는 ΔU＝u, 4) 완전히 차단되어 있을 때는 ΔU＝0으로 구별할 수 있다. 보통 u＝0인 경우의 식 ΔU＝δq＋δw이 주로 사용된다. 이때 δq만이 통과하는 경우, δw만이 통과하는 경우, 완전히 차단되어 있는 경우가 있다. 보통 의미로의 열역학에서는 일반적으로 에너지의 이동을 생각할 수 있지만, 물질을 통과하는 벽은 생각하지 않는다. 즉 물질적으로는 폐쇄계를 대상으로 한다. 열역학 제1법칙에 의하여 열 에너지가 일로 변하거나 일이 열에너지로 바뀌는데 이들의 비는 일정하다. 즉 427kg m의 일은 1kcal의 열로 바뀌는 것을 의미한다. 열의 일당량 J＝427kg m/kcal -기구 및 장치 전기 열량계 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 에너지, 역학적, 변화, 열의, 물체, 역학