Rezultati

Graf ohlajanja z ledom na zgornji strani posode:

To je bila naša prva meritev, ko smo se še nekako spoznavali z tehnično opremo, katero smo uporabljali in šele delali prve realne ocene glede merilnega območja, na katerem moramo izvesti meritev, ter jih tudi v praksi preizkušali. Ker nesreča nikoli ne počiva, se nam je primerilo, da smo v začetku meritve nastavili mnogo krajši čas, kot se je kasneje izkazalo, da 
bi ga potrebovali, tako da se je meritev prekmalu iztekla, mi pa sprva nismo niti opazili, da je je že konec. Ker smo ugotovili, da bi meritev morala biti daljša, obenem pa nam je zmanjkalo časa, da bi celotno meritev ponovili, se je krizni štab odločil, da nadaljujemo z meritvijo. Posledica tega vsega je , da imamo sedaj dva grafa, ki nista zvezna, saj je med njima minilo neznano koliko časa (ocenjujemo, da ne več kot 3 minute), ki prikazujeta isti poskus, vendar ob različnih časih. Iz njiju pa se da vseeno lepo razbrati, da je začetna hitrost padanja temperature upadla, kar se sklada z našimi predvidevanji. Izdelali smo tudi približno ekstrapolacijo grafa kot bi moral izgledati, če meritve ne bi prekinili in ta nas je utrdil v prepričanju, da se temperatura vode eksponentno približuje ravnovesnemu stanju. Poleg tega opazimo tudi drobna nihanja v temperaturnih spremembah, katera si večinoma pojasnjujemo s konvekcijo, ko hladnejša voda z vrha tone proti dnu in izpodriva toplejšo in pa s samo natančnostjo naših termometrov. 

 

Graf ohlajanja z ledom na spodnji strani posode:

Graf padanja temperature je približno linearen, saj smo še na območju relativno oddaljenem od ravnovesne temperature. Pri približevanju ravnovesni temperaturi pa pričakujemo, da se bo strmina krivulje manjšala. Temperaturi, ki jo namerita oba termometra, tisti na robu merilne posode in tisti v njeni sredi, se razlikujeta za okoli 1°C, kar bi lahko pripisali morebitni konvekciji znotraj posode, saj ste termometra na zraku kazala enako temperaturo. Zanimiva stvar pri tem grafu je nenavadno obnašanje obeh temperatur v zaključku naše meritve. Le-to je posledica tega, da smo na našo posodo po že končani meritvi nenamerno postavili kocko ledu. Pri tem pa je računalnik še naprej beležil podatke, ki so se pokazali kot zelo zanimivi. Ne znamo pa zadovoljivo pojasniti zakaj je padla samo ena temperatura, druga pa se je v istem času še celo zvečala.

 

Graf mešanja:

Naredili smo še eno meritev pri istih pogojih kot prejšnje meritve in z ledom pod posodo. Razlika je le bila v tem, da smo sedaj vodo pričeli kmalu po začetku meritve mešati (kar nakazuje stopničast prelom funkcije) in jo nato vseskozi mešali. Pri tem smo si pomagali na razne načine, od tega da smo si iz pločevine naredili majhno žličko, pa do tega da smo (žal neuspešno) poskušali mehanizirati naš postopek mešanja. Zanimiva podrobnost tega grafa je mogoče njegov začetek, pri čemer pa ne gre za nič drugega kot za to, da smo našo meritev prej pognali, kot pa smo nalili vrelo vodo v posodo in temu ustreza začetni skok krivulje. Obenem pa na osnovi tega grafa lahko postavimo hipotezo, da se voda, katero mešamo hitreje hladi, kot voda, katere ne mešamo (to lahko razberemo iz strmine grafa preden smo začeli z mešanjem in zatem).

 

Graf ohlajanja z ledom na spodnji strani ob mešanju:

Pri tem merjenju smo preverjali vpliv mešanja na temperaturo vode. Ta poskus je bil samo nadaljevanje prejšnjega pri katerem smo vodo, ne da bi jo mešali, z ledom ohlajali od spodaj. Ko smo imeli dovolj podatkov, smo meritev zaključili, nato pa pogledali še, kaj se zgodi, če vodo premešamo. Ugotovili smo, da temperatura sunkovito pade, saj z mešanjem spravimo hladno vodo z dna v višje plasti, ko pa se temperaturi izenačita in se razmere ustalijo, pa zopet dobimo počasno padanje temperature, saj led še vedno hladi vodo v posodi.

 

Komentar

Iz poskusov, ki smo jih izvedli, ne moremo z gotovostjo reči kateri način hlajenja je najboljši. Razlog je v premajhnem številu meritev, saj smo za en način hlajenja opravili le po eno meritev. Poleg tega pa bi morala posamezna meritev trajati več časa, da bi lahko bolje videli približevanje temperature ravnovesni legi.
Iz grafov pa se vseeno opazi, da je boljše hlajenje od zgoraj, kot od spodaj, saj temperatura pada hitreje. Pri hlajenju od zgoraj pade temperatura iz 50 stopinj C na 40 stopinj C v približno 9 minutah, pri hlajenju od spodaj pa v približno 33 minutah. Razlog je v tem, da pri hlajenju od zgoraj nastane konvekcija, pri hlajenju od spodaj pa se ohlajena in topla voda ne mešata. Pri hlajenju z mešanjem temperatura pada še hitreje, kot če ne mešamo.
Nazadnje lahko iz naših meritev in izkušenj iz vsakdanjega življenja zaključimo, da je najboljše hladiti posodo od spodaj z stalnim mešanjem.


Vsekakor pa bi bilo nadaljnje raziskovanje hlajenja tekočin zelo zanimivo zaradi raznolikih in nepredvidljivih pojavov, ki pri tem nastanejo.

 

Projektni laboratorij 2003/2004 © Skupina 1
Stran izdelal: Matjaž