물리 · 열·기체 / 원리와 탐구
비열과 온도 변화 실험 해설
같은 열량을 받아도 물질마다 온도 상승 폭이 다른 이유는 비열에 있습니다. 물질·질량·가열 출력·가열 시간을 조절하면서 공급한 에너지와 온도 변화를 비교해 보세요. 가열 시간이 같다는 조건과 받은 열량이 같다는 조건을 구분하는 활동입니다.
어떤 원리인가요?
비열이 작은 물질은 같은 열량에서 온도가 더 크게 올라요.
핵심 관계
Q = mcΔT · Q = 출력 × 시간
이렇게 관찰해 보세요
- 같은 출력과 시간으로 물·식용유·철을 가열해요. Q=출력×시간이며 열손실을 생략해 공급한 열이 모두 온도 변화에 쓰여요.
- 기준 조건 버튼을 누르고 실행한 뒤 측정값을 각각 기록해요.
- 한 번에 질량 또는 가열 시간 하나만 바꿔요. 비열과 온도 상승의 반비례 관계를 확인해요.
결과를 읽는 기준
같은 열량에서 물의 질량을 2배로 늘리면 온도 상승은?
ΔT = Q/(mc)이므로 질량 2배에서 온도 상승은 절반이에요.
모형의 범위와 한계
초기 온도는 20 °C이고 비열은 일정해요. 물 4200, 식용유 2000, 철 450 J/(kg·K)를 써요. 열손실·용기 열용량·상변화는 생략해요. 허용 조건은 상변화 온도 아래로 제한했어요.