아주대학교 물리학실험 1 / 실험 2 온도의 변화 결과 보고서

소개글

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목차

[1] 측정값 및 분석

[2] 결과 및 토의
1. 질문에 대한 토의
2. 실험과정 및 결과에 대한 토의

본문내용

질문 1. 실험 1에서 최종 온도까지의 5% 이내로 들어오는 시간은 와 비교할 때 어느 정도 일치하는가? 1% 이내로 들어오는 시간은 와 비교하면 어떠한가? 이러한 관점에서 식 (3)의 근사는 만족스러운가?

시간 상수 ( τ ) 는 물리량의 변화 등에서 자주 이용되는 값이다. 시간에 따른 변량이 지수함수적으로 발생할 때 이를 분석하는데 편리함을 제공하는 값이다. 회로 등의 경우 1,2차 회로의 커패시터에 있어 충분한 시간이 지나 전류가 흐르지 않는 개방회로처럼 되었다는 등의 뜻으로 이용되기도 한다. 본 실험의 경우 변량은 온도였다. 시간상수 τ에 대해 온도는 최초의 값의 약 37%로 감소한다. 본 실험에서 이는 3.6s였다. 따라서 이론대로 라면 3τ는 10.8s 이다. 하지만 실제로 측정해본 결과는 해당 수치는 8.1로, 약 2.7s 의 차이가 발생했다. 궤를 같이해, 이론상의 5τ와 실제의 5τ 또한 7.6s의 차이가 있었다. 본 실험자는 물체의 냉각이라는 현상 그 자체의 특성에서 찾았다. 앞서 사전 레포트로도 제출했듯, 물체의 냉각은 복잡한 현상이다. 다양한 변인이 존재한다. 에어컨이 틀어져 있어 물이 영향을 받았을 수 있다는 점, 비이커에 담겨 있던 물의 양 차이로 인한 비열 등 다양한 변인이 작용했을 것이다. 또한 조 2의 Science Workshop은 중간 중간 오류가 나는 등의 문제 또한 있었다.

질문 2. 물과 대기의 온도를 측정할 때 평형점에 도달하는 시간을 어떻게 비교하겠는가?

비열 문제 등, 여러 이유로, 일반적인 경우 물에서의 최종온도와 대기에서의 최종온도는 같을 수 없다. 따라서 어느 매질에서 온도가 평형점에 더 빨리 도달했느냐는 함수화한 그래프의 기울기의 크기를 비교하는 것으로 확인할 수 있다.

참고 자료

물리학 실험 12판, 아주대학교 출판부, 2018 p21-26
대학 물리학 1 8판, 북스힐, 2016, p3-12