Zadanie
Terka s Mariankou sa jeden večer chystali do kina. Tesne pred odchodom si však zmysleli, že si ešte rýchlo uvaria vifonku. Keďže sa ponáhľali, tak začali vymýšľať, akým spôsobom vedia urýchliť chladnutie vifonky. Marianka prišla s teóriou, že treba do vifonky fúkať. Terke sa to zdalo neefektívne, a preto navrhla, aby radšej vifonku rýchlo miešali. Pokúste sa zistiť, či je lepšie do vifonky fúkať alebo ju miešať.
Zmerajte rýchlosť chladnutia vifonky, t.j. závislosť teploty od času, pre tri prípady - keď bude Marianka fúkať vifonku, keď bude Terka miešať vifonku, alebo keď nechajú vifonku len tak chladnúť. Zo získaných dát nakreslite graf závislostí. Pomocou neho rozhodnite, ktorý zo spôsobov je lepší a vypočítajte, koľko času dievčatá ušetria pri jednotlivých spôsoboch.
Pre jednoduchosť (a šetrenie vifonkami) môžete meranie vykonávať s čistou vodou.
V tejto úlohe ste mali za úlohu zmerať, ako rýchlo chladne voda v tanieri, keď na ňu fúkame, keď ju miešame a porovnať to s tým, keď s ňou nič nerobíme. Predtým, ako sa pustíme do samotného merania, je dobré sa zamyslieť, čo vlastne ideme merať.
Polievka zohrieva tanier a ten zohrieva okolie, toto však vodu veľmi neochladí. Problémom sú vlastnosti taniera, konkrétne tepelná vodivosť - tanier je totiž vyrobený z keramiky, čo je vcelku dobrý tepelný izolant. Takto nám teda polievka veľmi nevychladne.
Z povrchu sa pomaličky odparuje voda, tá so sebou berie veľa energie a teda ochladzuje polievku.
Čo teda ovplyvňuje rýchlosť vyparovania?
Koncentrácia vodných pár vo vzduchu nad tanierom.
Teplota vzduchu.
Teplota vody na hladine.
Okolitý tlak (ale ten sa v našom prípade nemení).
Teraz by nám mohlo byť jasné, s čím nám pomáha miešanie a s čím fúkanie.
Keď budeme iba miešať, tak teplota vody na hladine bude rovnaká ako teplota všetkej vody v tanieri. Avšak, nad tanierom sa nahromadia vodné pary a voda sa bude len veľmi ťažko ďalej odparovať.
No na druhú stranu, keď budeme iba fúkať, tak síce bude koncentrácia vodných pár minimálna, a teda aj teplota vzduchu nad tanierom nebude vyššia ako inde v miestnosti, avšak ochladzovať sa bude iba hladina. A keďže voda je tiež vcelku dobrý tepelný izolant, tak na povrchu sa vytvorí chladnejšia vrstva vody, ktorá pochopiteľne celý proces chladnutia opäť spomalí.
Došli sme teda k predpokladom, že aj miešanie, aj fúkanie by malo pomôcť. Teraz si poďme naše predpoklady overiť.
Keďže nechceme, aby nám niečo experiment pokazilo, pokúsme sa odstrániť čo najviac nedokonalostí. Ja som napríklad na fúkanie využil starý ventilátor z počítača, tým som docielil stále rovnaké fúkanie. Keďže celý proces chladnutia bol pomerne rýchly, a najmä popri miešaní sa naozaj zle zapisovali výsledky, tak som natáčal video s teplomerom a až spätne ho spracoval v počítači.
Rovnako ako pri všetkých pokusoch, aj tu bolo dôležité opakovať meranie a vyrátať aspoň nejakú odchýlku. Ja som opakoval meranie s každým postupom 5 krát a vo výsledku som dostal takýto graf závislosti teploty od času.
Ak vás zaujíma môj postup spracovávania, tak tomu venujem ešte tento odsek. Vždy, keď klesla teplota o stupeň, zaznamenal som si čas a odčítal od neho čas, keď som začal nalievať vodu do taniera. Potom som pre každú teplotu a každý postup zvlášť tieto časy spriemeroval, vyrátal odchýlku a tieto hodnoty dal do grafu.
Diskusia
Tu môžte voľne diskutovať o riešení, deliť sa o svoje kusy kódu a podobne.
Pre pridávanie komentárov sa musíš prihlásiť.