Tabela in graf
T [°C] |
FU [mN] |
|
|
325 |
0,7 |
280 |
0,6 |
318 |
0,5 |
295 |
0,4 |
358 |
0,3 |
287 |
0,2 |
266 |
0,1 |
25 |
0 |
|
Grafa meritev nikakor ne smemo razumeti kot zakonitost, kako se spreminja sila upora s temperaturo plošče – povezava takih točk s krivuljo bi bila nesmiselna. Lahko le ocenimo, v kakšnem območju lahko pričakujemo rezultat:
Fu = (0,4 ± 0,3) mN.
Pri oceni smo upoštevali še gostoto zraka ρ = 1,1 kg/m3 , viskoznost η = 10-5 kg/ms, prečno ploščino kroglice S = 4π10-4 m2, koeficient upora cu = 0,4. Po uporabi kvadratnega zakona smo za rezultat dobili hitrost zraka:
v = (1,2 ± 0,5) m/s.
Če rezultat vstavimo v enačbo za Reynoldsovo število, dobimo Re = 166. To je sicer manj kot 1000, a vsekakor ustrezneje kot uporaba linearnega zakona. S slednjim bi dobili hitrost zraka v = (106 ± 80) m/s in pripadajoče Reynoldsovo število 0,5•106, kar pa je povsem izven domene zakona.
Komentar meritev
Graf odvisnosti sile upora od temperature plošče kuhalnika bi po vseh pričakovanjih moral biti strogo naraščajoč. Vzrokov, da v primeru naših meritev ni tako, je verjeno več: najverjetneje se zdi, da je tehtnica nekoliko drsela iz ravnovesne lege, saj zaporedne meritve dajejo naraščajočo silo ne glede na nihanje temperature. Kuhalnik je imel namreč vgrajen termostat, ki je med tem poskusom dovoljeval tudi do 100 °C razlike in tako še dodatno otežil merjenje. Nepredviden pojav je bilo tudi nihanje kroglice v turbolentnem toku, kar bi prav tako lahko razložilo nepravilno obliko grafa.
Če bi uspeli odpraviti zgoraj opisane težave, bi za natančnejšo oceno potrebovali tudi občutljivejšo tehtnico: merili smo mase velikostnega reda 0,01 g, tolikšna pa je bila tudi natančnost naše naprave.
|
