Led v olju
___________________________________________________________
Ker je v sončničnem olju led plaval, v parafinskem pa potonil. Nas je zanimalo tudi, kako bi se talila kocka ledu, ki bi v olju lebdela. Tako smo začeli mešati obe olji, z namenom, da bi dosegli gostot, ki bi bila enaka ledu, in bi tako led v olju lebdel.
masa ledu: m=10g±1g
Volumna obeh olij:
Vparafinsko=150 mL ±1mL
Vsončnično=375 mL±1mL
Vzmesi=525mL±1mL
ρ=0.886kg/dm3±0.035kg/dm3
izračun razmerja med sončničnim in parafinskim oljem:
Vsončninčno:Vparafinsko=2.5
___________________________________________________________
Pri tem poskusu smo opazili, da kocka začne tonit, ko se okrog nje stali določena količina vode. Ko se pa kapljica od kocke odcepi pa se začne kocka dvigovat oziroma spet lebdi na mestu. Ker je bil ta pojav zelo zanimiv smo se odločili, da ga bomo preučili z video analizo. Mešanico smo dali v valj s prostornino 250 mL.
___________________________________________________________
Dimenzija valja:
Razdalja med oznakama 30mL in 250 mL je:
l=203.5mm±0.5mm
Kocko smo dali v zmes parafinskega in sončničnega olja. Sprva je na našo začudenja kocka v zmesi potonila, zato smo jo dvignili s palčko. Po dvigu je kocka plavala na določeni višini.
masa zmesi: m=162g±1g
Zaradi različne temperature smo ponovno izmerili gosto naše zmesi:
ρzmesi=0.900kg/dm3±0.010kg/dm3
Nato smo v valj dali kocko in s pomočjo video analize izrisali graf pozicije kocke v odvisnosti od časa.
Volumen olja v valju:
V=180mL±1mL
Graf: Pozicija kocke v odvisnosti od časa
Ker je v sončničnem olju led plaval, v parafinskem pa potonil. Nas je zanimalo tudi, kako bi se talila kocka ledu, ki bi v olju lebdela. Tako smo začeli mešati obe olji, z namenom, da bi dosegli gostot, ki bi bila enaka ledu, in bi tako led v olju lebdel.
masa ledu: m=10g±1g
Volumna obeh olij:
Vparafinsko=150 mL ±1mL
Vsončnično=375 mL±1mL
Vzmesi=525mL±1mL
ρ=0.886kg/dm3±0.035kg/dm3
izračun razmerja med sončničnim in parafinskim oljem:
Vsončninčno:Vparafinsko=2.5
___________________________________________________________
Pri tem poskusu smo opazili, da kocka začne tonit, ko se okrog nje stali določena količina vode. Ko se pa kapljica od kocke odcepi pa se začne kocka dvigovat oziroma spet lebdi na mestu. Ker je bil ta pojav zelo zanimiv smo se odločili, da ga bomo preučili z video analizo. Mešanico smo dali v valj s prostornino 250 mL.
___________________________________________________________
Dimenzija valja:
Razdalja med oznakama 30mL in 250 mL je:
l=203.5mm±0.5mm
Kocko smo dali v zmes parafinskega in sončničnega olja. Sprva je na našo začudenja kocka v zmesi potonila, zato smo jo dvignili s palčko. Po dvigu je kocka plavala na določeni višini.
Graf: Pozicija kocke ledu v odvisnosti od časa
___________________________________________________________
Sprva kocka počasi tone, nato pa se temperatura v spodnjem
delu valja olju zmanjša (kar poveča gostoto olja) in kocka začne lebdeti.
Opazimo, da kocke niha zaradi nabiranja kapljic.
Ker smo zmes pred tem dobro premešali, je drugačna gosto
olja mogoče pripisati dejstvu, da se je olje pri prejšnjem poskusu zaradi kocke
v njej lokalno ohladilo in je zaradi tega plavalo.
Ob naslednjem srečanju smo poskus ponovili z ohlajeno mešanico olja. Tokrat smo imeli
stekleni valj, pri katerem je bilo opazovanje in s tem vido analiza kocke
veliko lažje.
masa zmesi: m=162g±1g
Zaradi različne temperature smo ponovno izmerili gosto naše zmesi:
ρzmesi=0.900kg/dm3±0.010kg/dm3
Nato smo v valj dali kocko in s pomočjo video analize izrisali graf pozicije kocke v odvisnosti od časa.
Volumen olja v valju:
V=180mL±1mL
Graf: Pozicija kocke v odvisnosti od časa
Podrobnejša analiza intervala meritev med 300 s in 500 s potrdi
naša prejšnja opažanja, da kocka pada, ko se pa od nje odcepi kapljica pa nekaj
časa lebdi na določeni višini.
Graf: Pozicija kocke v odvisnosti od časa
Graf: Pozicija kocke v odvisnosti od časa
Iz grafa je mogoče razbrati, da kocka nekaj časa miruje, ko se pa stali dovolj velika količina vode, ki jo obdaja, pa začne počasi tonit in tone dokler se staljena voda ne formira v kapljico in odteče s kocke. Iz grafa je razvidno, da je to dogajanje ponavljajoče, dokler kocka ne potone na dno.
___________________________________________________________
Ko kocka plava je sila teže kocke enaka vzgonu:
mg = ρ*g*Vkocke
kjer je m masa ledu, ρ gostota olja in V volumen kocke. Ko se je pa določena količina ledu stalila in še vedno obdajala kocko, se je volumen sistema kocke in staljene vode, ki jo je obdajala zmanjšal, saj ima voda večjo gostoto od ledu. Tako je kocka začela toniti, saj je bil vzgon manjši zaradi manjšega volumna, masa pa je ostala ne spremenjena (dokler se kapljica ni odcepila)
Vkocke
m*g > ρ*g* ( V'kocke + Vstaljena voda )
___________________________________________________________
Pomanjkljivost tega poskusa je predvsem to, da je gostota olja zelo občutljiva na temperaturo. Predvsem smo to opazili, ko je kocka sprva počasi tonila, nato pa se je ustalila in na določeni višini začela plavat. Sprva smo mislili, da je to posledica nehomogenosti mešanice obeh olji, čeprav smo olji pred tem premešali. Zato smo pri nadaljnjih poskusih poskrbeli, da je bilo olje res dobro premešano, vendar težave s tem nismo odpravili. Z infrardečim termometrom smo izmerili temperaturo olja na različnih višinah valja in ugotovili, da je razlika v temperaturi na vrhu in na dnu zelo velika. Tako smo prišli do sklepa, da se je zaradi taljenja ledu lokalno olje na dnu in v okolici kocke zelo ohladilo, s tem pa se je tudi povečala njegova gostota in je zato kocka plavala. To se je izkazalo za zelo velik problem. Zato smo pri nadaljnjih meritvah upoštevali podatke iz začetka taljenja, torej takrat ko se še ni stalilo veliko vode oziroma se olje še ni tako zelo ohladilo. To napako bi se dalo odpraviti z valjem z večjo prostornino, ki bi bil prav tako veliko višji. Z večjo prostornino bi zmanjšali spremembo temperature zaradi taljenja kocke. Z višjo višino valja pa bi poskrbeli, da bi bila hladna staljena voda, ki se nabira na dnu valja dlje od kocke in bi tako imeli več časa za analizo.
Graf: Pozicija kocke v odvisnosti od časa
Graf: Pozicija kocke v odvisnosti od časa
Iz grafa je mogoče razbrati, da kocka nekaj časa miruje, ko se pa stali dovolj velika količina vode, ki jo obdaja, pa začne počasi tonit in tone dokler se staljena voda ne formira v kapljico in odteče s kocke. Iz grafa je razvidno, da je to dogajanje ponavljajoče, dokler kocka ne potone na dno.
___________________________________________________________
Ko kocka plava je sila teže kocke enaka vzgonu:
mg = ρ*g*Vkocke
kjer je m masa ledu, ρ gostota olja in V volumen kocke. Ko se je pa določena količina ledu stalila in še vedno obdajala kocko, se je volumen sistema kocke in staljene vode, ki jo je obdajala zmanjšal, saj ima voda večjo gostoto od ledu. Tako je kocka začela toniti, saj je bil vzgon manjši zaradi manjšega volumna, masa pa je ostala ne spremenjena (dokler se kapljica ni odcepila)
Vkocke
m*g > ρ*g* ( V'kocke + Vstaljena voda )
___________________________________________________________
Pomanjkljivost tega poskusa je predvsem to, da je gostota olja zelo občutljiva na temperaturo. Predvsem smo to opazili, ko je kocka sprva počasi tonila, nato pa se je ustalila in na določeni višini začela plavat. Sprva smo mislili, da je to posledica nehomogenosti mešanice obeh olji, čeprav smo olji pred tem premešali. Zato smo pri nadaljnjih poskusih poskrbeli, da je bilo olje res dobro premešano, vendar težave s tem nismo odpravili. Z infrardečim termometrom smo izmerili temperaturo olja na različnih višinah valja in ugotovili, da je razlika v temperaturi na vrhu in na dnu zelo velika. Tako smo prišli do sklepa, da se je zaradi taljenja ledu lokalno olje na dnu in v okolici kocke zelo ohladilo, s tem pa se je tudi povečala njegova gostota in je zato kocka plavala. To se je izkazalo za zelo velik problem. Zato smo pri nadaljnjih meritvah upoštevali podatke iz začetka taljenja, torej takrat ko se še ni stalilo veliko vode oziroma se olje še ni tako zelo ohladilo. To napako bi se dalo odpraviti z valjem z večjo prostornino, ki bi bil prav tako veliko višji. Z večjo prostornino bi zmanjšali spremembo temperature zaradi taljenja kocke. Z višjo višino valja pa bi poskrbeli, da bi bila hladna staljena voda, ki se nabira na dnu valja dlje od kocke in bi tako imeli več časa za analizo.