일반물리학실험 | 물의 기화열과 융해열의 측정

 

 

 

TIP

 

 

열량계에 물을 넣고 일정량의 수증기 혹은 얼음을 추가한 다음 온도변화를 측정해서 물의 기화열 및 융해열을 측정한다.

 

 

물질의 상태 변화는 두 가지의 큰 특성을 가지고 있는데, 첫째가 특정 온도에서의 급작스런 상태변화이고, 둘째는 상태변화 시에는 순물질의 경우 온도 변화가 없다는 점이다. 물의 경우 융해열은 80㎉/kg이고, 기화열은 540㎉/g이다. 이러한 상태의 변화에 필요한 에너지를 숨은열(잠열)이라고 한다.

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실험 방법

1. 물의 기화열 측정

1) 열량계가 빈 상태에서 뚜껑과 온도계를 설치한 후 전체의 질량을 측정한다.

 

2) 열량계가 반 쯤 차도록 찬물을 넣고 물과 온도계의 전체의 질량을 측정하여 넣은 물의 질량 m_w를 구한다. 그런 다음 온도계를 보면서 열평형이 되기를 기다린 후에 온도를 잰다.(T_i)

 

3) 수증기 발생기, 집수통, 열량계를 고무호스로 연결하여 수증기 발생기에서 열량계에 연결된 호스는 찬물에 잠기도록 한다.

 

4) 수증기를 발생시켜 열량계의 온도가 올라가도록 한 후 처음보다 10 ℃ 정도 올라가면 열량계로 연결된 호스를 빼서 그 안의 온도를 재고(T_f), 이때의 전체 질량을 재서 몇 g의 수증기가(m_v) 물로 변했는지 측정한다.

 

5) 물의 기화열을 다음 식을 이용하여 계산한다.

 

 

2. 물의 융해열 측정

1) 빈 열량계에 온도계와 뚜껑을 달고 전체 질량을 측정한다.

 

2) 열량계에 반쯤 더운물을 붓고(상온보다 10℃ 높은 온도) 전체의 질량을 측정하여 물의 질량(m_w)을 구한다.

 

3) 열평형이 되기를 기다린 후 온도 T_i를 잰다.

 

4) 얼음을 물기를 닦고 즉시 열량계에 넣어 온도계로 잘 저어 녹인다.

 

5) 얼음이 다 녹으면 다 녹은 후의 온도 T_f를 측정한다. 또 전체 질량을 측정하여 얼음의 질량(m_s)를 측정한다.

 

6) 얼음의 융해열을 구하는 식은 다음과 같다.

 

 

 

[일반물리학실험]물의 기화열과 융해열의 측정 레포트