ANALIZA REZULTATOV IN PRIMERJAVA METOD
Kljub temu, da je naloga od nas zahtevala dve metodi, smo se odločili, da bomo v poročilu omenili vse tri poskuse, ki smo jih izvajali, saj nam je prvi ("neuspešen") poskus vzel levji delež časa, ki smo ga imeli na voljo v Hefajstu.
V bistvu smo se, kot je omenjeno v uvodu, kot prvo spomnili računske metode, ki pa smo jo vzeli le kot referenčno točko, da bi z njo lahko sklepali o verodostojnosti eksperimentalnih metod.
Prvi poskus: Ker so se rezultati prvega poskusa razlikovali za celo več redov velikosti od izračunane vrednosti, smo v metodo močno podvomili. Tudi, če bi ocenjevali uspešnost poskusa samega po sebi, torej ne bi imeli ničesar za primerjavo, bi poskus označili kot neuspešen. Pri izmerjenih razlikah temperature so namreč velike relativne instrumentalne napake. Že absolutne napake so velike, ker je temperatura na termometru "skakala" in smo ocenili med katerimi vrednostmi se premika. Razlike temperatur pa so bile majhne, zato so relativne napake meritev še toliko večje. Uporabili smo torej premalo natančen termometer za meritev takšnih majhnih sprememb. Pri izračunu energije pri posamezni meritvi, smo za relativno napako torej vzeli napako pri meritvi temperature, saj je bila proti relativni napaki izmerjene prostornine zraka veliko večja in je glavni vir nedoločenosti pri našem poskusu. Tudi slučajna napaka pri izračunu napake povprečne vrednosti je velika. Šele po izvedenem poskusu, pa smo ugotovili, da tudi naš izbran način računanja ni bil pravilen, za dodeljen problem. Kaj je narobe z našimi izračuni je bolj natančno opisano pod zavihkom Poskus 1, Meritve.
Očitno je pri tem poskusu veliko spremenljivih okoliščin, ki vplivajo na meritve tako, da se veliko toplote, ki jo vžigalica odda, porazgubi v okolje. To je npr. že dejstvo, da smo vžigalico prižigali izven posode. Tudi to, da smo morali imeti odprtino na posodi odprto zaradi dovajanja kisika botruje k izgubam toplote. Opazili smo tudi, da se posoda precej segreje, torej tudi ona pobere precej toplote, kar pa nismo upoštevali v izračunih. Upoštevanje toplote, ki jo sprejme posoda bi bilo težko, ker se je segrela zelo neenakomerno, če bi želeli torej dobiti neko srednjo vrednost temperature, bi jo lahko na primer potopili v vodo in izmerili spremembo toplote vode. To bi bilo zelo težko izvedljivo, saj bi potrebovali veliko količino vode, da bi lahko posodo potopili, kar bi pomenilo majhno, če sploh kakšno spremembo temperaturo vode.
Drugi poskus: Rezultati te metode so že precej večji kot pri prvem poskusu. Tudi instrumentalne napake so manjše, saj smo uporabili drugačen, bolj natančen termometer, sprememba temperature pa je bila tudi veliko večja kot pri prvi metodi. Za naš izračun toplote pri posamezni meritvi je največji vir nedoločenosti predstavljala izmerjena masa alu folije. Instrumentalna relativna napaka mase je bila pribl. 0,3 %, kar je bilo več kot napake izmerjene razlike temperature. Pri drugi metodi smo torej glede na prvo znantno zmanjšali instrumentalne napake. Torej smo si izbrali bolj primerne načine merjenja in bolj primerne merilne instrumente. Vendar pa se izračunane toplote še vedno med seboj zelo razlikujejo, oz. slučajne napake so precej velike.
Na to bi lahko vplival pretok zraka v prostoru. Glede na to, da smo dobro preverili koliko toplote, ki se sprosti iz vžigalice, gre navzgor ali navzdol, nam ostane le še možnost, da gre toplota vstran, zaradi prepiha oz. načina gibanja zraka v prostoru. Vpliva lahko tudi to, kako daleč od posode smo držali vžigalico.
Žal smo se metode spomnili na našem zadnjem srečanju in nam je zmanjkovalo časa (in vžigalic), da bi preizkusili morebitne izboljšave poskusa, kot na primer da bi izvajali poskus med dvema stenama, da bi se prepričali, ali res toplota ne uhaja v stran.
Tretji poskus: Rezultati se med seboj dokaj razlikujejo, ampak so kljub temu podobni tistim iz drugega poskusa. Tudi pri tretji metodi so bile instrumentalne napake majhne, vendar v primerjavi z drugim poskusom nekoliko večje. Glavni vir napake pa zopet ni predstavljala meritev razlike temperatur, ampak v tem primeru meritev volumna vode. Relativna napaka je bila 5%, ta napaka se je prenesla v izračunane vrednosti toplote. Slučajna napaka je zopet precej večja kot instrumentalne, a še vedno manjša kot pri drugi metodi. Sklepamo, da je razlog za to manjše število ponovitev. Ker nam je zmanjkalo vžigalic na žalost nismo mogli narediti več poskusov. Na slučajno napako so vplivali podobni dejavniki kot pri drugem poskusu, torej pretok zraka v prostoru, izguba toplote vstran,... Ugotovili pa smo tudi da vžigalice različno dolgo gorijo glede na kot pod katerim jih držimo.
Če bi imeli na volje vžigalice in še kakšno urico časa, bi verjetno poskus opravili večkrat in pri tem spreminjali (morda celo merili) kot, pod katerim smo iz vžigalic sestavljali naš "taborni ogenjček". Tako bi lahko določili, pod katerim kotom zgori največji delež vžigalice in to postavitev uporabljali pri nadaljnem preizkušanju metode. Pri poskusu je verjetno tudi pločevinka sprejela precej toplote, kar pa nismo upoštevali. Metodo bi lahko torej izboljšali tako, da bi izmerili temperaturo pločevinke in poskušali izračunati koliko toplote, ki se ni prenesla na vodo, je prevzela pločevinka.
Energija vžigalice je vrednost, ki nam ni znana, računsko metodo pa smo uporabili le kot okvirno vrednost, ki smo jo bili pripravljeni ovreči, če bi več kot ena neodvisna metoda kazala na vrednosti, ki se zelo razlikujejo od izračunanih 1800 J. Verodostojnost metod torej ocenjujemo s primerjavo dobljenih rezultatov iz neke druge, od prve neodvisne metode. Rezultati prvega poskusa se tako od računsko pridobljene vrednosti, kot od izmerjenih vrednosti pri ostalih dveh metodah razlikuje za več redov velikosti, zato skepamo, da ni primerna metoda. Pri naši nalogi smo z ostalima dvema metodama prišli do podobnih vrednosti povprečne energije, oz. še več: rezultata sta znotraj intervala napake:
Q2=413 J ± 186 J
Q3=376 J ± 124 J
Sklepamo torej, da sta drugi in tretji poskus dokaj verodostojni metodi za določanje energije vžigalice. Tudi od računsko pridobljene vrednosti se ne razlikujeta tako zelo, za približno faktor 4,5. Na njiju vplivajo v manjši meri sistemske napake naših merilnih naprav, predvsem pa vplivajo slučajne napake pri odčitavanju temperature in porazgubitev določenega deleža toplote v okolico. Treba pa je tudi omeniti to, da izkoristek gorenja vžigalice ni 100%, morda celo to, da se ne vsa energija, ki jo vžigalica odda, kaže v obliki toplote.