열 평형 실험 보고서(김수혁, 김태형, 박승빈, 진현우)
활동 보고서
김*혁
2024-09-13
실험 목표 : 열역학 제 0의 법칙에 대해 이해하고 열 평형이 실생활에 적용된 사례를 알 수 있다. 방수 온도 센서를 사용하여 실험 장치를 설계하고 열 평형 실험을 진행하여 열 전달 과정을 통해 점차적으로 온도 차이가 줄어드는 것을 관찰 할 수 있다. 두 물체의 온도가 동일하다면 열 평형 상태에 도달했음을 알 수 있다. 온도 차이를 비교해보며 기존 이론과 차이점을 비교 해보고 생각하며 설명할 수 있다. 실험 방법 : 회로 구성과 소스 코드 작성을 완료한다. 작은 비커에 차가운 물을 2분의 1정도 채운다. 큰 비커에 따뜻한 물을 3분의 1정도 채운다. 작은 비커를 큰 비커 안에 넣는다. 큰 비커 안에 첫 번째 방수 온도 센서를 넣는다. 작은 비커 안에 두 번째 방수 온도 센서를 넣는다. 아두이노 스케치에 코딩 후 업로드를 클릭한다. 엑셀의 PLX-DAQ를 실행 후 Port와 Baud를 설정하고 Connect를 누른다. 주의 사항 : 뜨거운 물을 사용할 때는 화상에 주의해야한다. 물이 넘치지 않게 주의한다. 결과 값이 -127℃로 나오거나 온도 값이 변하지 않는 경우 회로를 다시 한번 확인한다. 실험 결과 : 두 비커 안의 물의 온도가 40.63℃에 열평형을 이루었다. 새롭게 알게 된 점, 느낀점 : 온도가 더 낮은 물체보다 온도가 더 높은 물체에 온도 차이가 더 크게 발생한 것을 알았다. 온도 변화 그래프를 이해하고 나타낼 수 있으며 브레드보드와 방수 온도서 센서, PLX-DAQ를 활용하여 실험을 진행할 수 있다. 실험 중에 점퍼선의 연결이 끊겨서 오류가 발생하여 위기를 감지 했지만 지금까지 아두이노를 활용한 실습을 했던 기억을 잘 살려서 이 문제를 잘 해결해 나갔다. 그리고 정보와 과학을 융합하여 과학 실험을 할 때 정확한 수치들을 잘 나타내는데 어려움이 있지만 정보에서의 지식과 다양한 장치를 이용하여 계산과 기록을 편리하게 할 수 있다는 것을 느낄 수 있었던 활동이었다. 간단한 실험일지라도 다른 방법으로 응용해 새로운 경험을 하고 그저 과학이 아닌 컴퓨터를 활용한 정보 과학에도 관심을 가질 수 있었던 계기가 되었다.