일반화학실험 | 금속(알루미늄)의 비열

 

 

 

TIP

 

 

열량계를 이용하여 알루미늄의 비열을 측정하여 보는 일반화학실험입니다. 비열에 대한 이해를 쉽게 하면 다양한 다른 금속에도 똑같이 적용 가능합니다.

 

 

 

비열은 1g의 물질을 1℃ 올리는데 필요한 열의 양이다. 1칼로리(cal)는 정확히 1g의 물을 15℃에서 1℃ 올리는데 필요한 열의 양이라고 정의 된다. 따라서 물의 비열은 1.00cal/g℃이다. 1cal는 4.184J(줄)과 같으므로 물의 비열은 4.184J/g℃ 라고 말할 수도 있다(1.0cal/g℃ = 4.184J/g℃). 물의 비열은 대부분의 물질의 비열과 비교해 볼 때 높다.

 

본 실험에서는 열량계를 이용하여 금속(알루미늄)의 비열을 구할 수 있다. 알루미늄을 가열한 후 실온의 물에 담그면 알루미늄의 온도는 내려가고 물의 온도는 올라가서 잠시 후 물과 알루미늄의 온도는 같아지게 된다.

 

즉, 알루미늄이 잃어버린 열은 (주변의 공기로의 열손실이 없다고 가정하면) 물과 물이 담겨있는 용기(열량계)가 얻은 열과 같다. 식 ③과 식 ④를 식 ①에 대입하여 정리함으로써 알루미늄의 비열을 구할 수 있다. 비커(유리)의 비열은 0.85J/g℃로 가정한다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

(1) 10.171g의 알루미늄 조각의 질량을 정확히 측정한다.

 

(2) 시험관에 알루미늄 조각을 넣고 온도계를 중앙에 꽂는다.

 

(3) 400㎖의 비커에 증류수 300㎖를 넣고 핫플레이트 위에 올려놓는다.

 

(4) 시험관을 물이 들어 있는 400㎖ 비커에 담갔다. 이 때 시험관 바닥이 비커의 바닥에서 2～3㎝ 떨어지도록 클램프를 이용하여 스탠드에 고정시킨다.

 

(5) 물이 시험관 안으로 들어가지 않도록 주의하면서 물이 끓을 때까지 가열 한다.

 

비열 측정법 도식화

 

(6) 시험관 안에 꽂아 놓은 온도계가 98℃를 가리킬 때까지 가열한다.

 

(7) 50㎖ 비커의 질량을 측정한다.

 

(8) 정확히 24.95㎖의 증류수를 피펫으로 취하여 50㎖ 비커에 옮긴다.

 

(9) 취한 증류수의 온도를 측정한다.

 

(10) 50㎖ 비커를 보온재로 싸서 보온한다.

 

(11) (6)에서 가열한 알루미늄을 보온재로 싸여 있는 50㎖ 비커에 재빠르게 옮기고 물속에서 잘 저어준다.

 

(12) 물과 알루미늄 혼합물의 온도가 최고가 되었을 때의 온도를 기록한다.

 

 

 

[일반화학실험]금속(알루미늄)의 비열 레포트