디스플레이화공실험 - 열기관과 이상기체법칙

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디스플레이화공실험 - 열기관과 이상기체법칙
열기관과 이상기체법칙

1. 실험목적

1) 열기관의 열역학을 이해할 수 있게 한다.
2) 열역학적인 일의 표현을 이해할 수 있게 한다.
3) 공기가 이상기체법칙을 따르는지 확인한다.

2. 실험방법

1) 이상기체법칙 실험
① 개폐 valve를 이용하여 두 관 중에서 하나는 완전히 닫고, 다른 하나는 열어 놓은 후 piston을 10 mm 눈금까지 올려놓는다. Piston을 제 위치에 고정시키기 위해 억제용 나사를 조인다.
② 투명 플라스틱 호스를 공기용기의 열림 port에 연결한 후 억제용 나사를 푼다. 만약에 피스톤이 튜브 내에서 아래로 미끄러져 내려오면, 엔진에 중대한 누출이 있는 것이니 폐쇄 clamp가 충분히 단단히 조여져 있는지 점검한다.
③ 피스톤은 자유롭게 움직일 수 있어야 한다. 피스톤을 1 cm 위로 끌어올리면 (그 이상 잡아당기면 안 됨!) 내부에 있는 기체의 부피가 증가하고 압력이 줄어들어 피스톤이 끌어내려진다. 피스톤을 이 높이로 유지하기 위해 상향의 힘을 계속하여 가해야 한다. 마찬가지로 피스톤을 아래로 1 cm 밀면 내부에 있는 기체의 부피가 줄고 압력이 증가하므로 피스톤을 이 높이로 유지하기 위해 아래 방향의 힘을 계속하여 가해야 한다. 이 과정을 꼭 실시하여야 한다.
④ 비커에 얼음물을 넣고 냉수조(ice water bath)를 만든다. 여기에 온도계와 공기용기를 넣고 완전히 잠기도록 작은 추를 매단다.
⑤ 피스톤이 자유롭게 이동할 수 있도록 열기관의 주 장치를 가로 누인다.
⑥ 주 장치로부터 공기용기 호스를 분리하여 실린더의 바닥 (0 mm)에 피스톤을 위치시킨다.
⑦ 공기용기가 냉수조의 온도와 같아질 때까지 몇 분을 놔 둔 후 호스를 다시 연결한다. 온도, 피스톤 위치를 기록하고 측정할 때마다 위치와 온도의 graph를 그린다.
⑧ 열수조(hot water bath)에 공기용기를 담가 위 ④번을 반복한다.
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