|
Izvedli smo tri različne poskuse; pri prvem smo se znebili izparevanja, pri drugem sevanja in pri tretjem kondukcije. Izvedli smo tudi poskus, pri katerem so bili prisotni vsi mehanizmi ohlajanja (odslej imenovan kontrolni poskus). Pri vseh poskusih smo meritve ponovili najprej s keramično in nato še s kovinsko skodelico. Za konvekcijo poskusa nismo zasnovali, saj bi se pri njem pojavile komplikacije in bi zanj potrebovali vec časa. Trudili smo se, da so bili pogoji čim bolj enaki pri vseh eksperimentih.
Pri vseh poskusih smo merili spreminjanje temperature skozi čas (približno tri minute). Zanimalo nas je, kako se bo spremenil toplotni tok iz posode, ko se znebimo enega izmed mehanizmov ohlajanja. Izmerili smo toplotni tok in ga primerjali s tistim, ki ga dobimo pri posodi, kjer so prisotni vsi mehanizmi. Če smo zares v celoti zaustavili mehanizem ohlajanja, se bo najpočasneje ohlajala tista posoda, v kateri smo zaustavili dominantni mehanizem ohlajanja; ker dominantni mehanizem največ prispeva k ohlajanju, se bo ob njegovi odsotnosti ohlajanje najbolj upočasnilo. Torej: če je najbolj dominantno npr.izhlapevanje, najmanj dominantno pa sevanje, se bo posoda, v kateri smo zaustavili izhlapevanje, najpočasneje ohlajala, hitreje se bo ohlajala tista, v kateri smo zaustavili kondukcijo, še hitreje pa se bo holajala tista, v kateri smo zaustavili sevanje. če smo poskus pravilno zastavili in izvedli, bi se morala posoda, v kateri so prisotni vsi mehanizmi, ohlajati najhitreje. Če smo s katerokoli od uporabljenih metod slučajno popolnoma ali vsaj delno zajezili enega od mehanizmov, ki bi morali ostati prisotni, bomo imerili preveliko zmanjšanje toplotnega toka. Od tod naprej se predpostavlja, da do te napake ni prišlo, in je bil pri poskusih zaustavljen le eden od mehanizmov.
Najprej smo izmerili, kako se spreminja temperatura, ko se ohlaja skodelica, v kateri so prisotni vsi mehanizmi. Uporabili smo tako keramično kot kovinsko skodelico podobnih dimenzij (6cm premera, 8cm višine), pri meritvi sta bili postavljeni na lesene dešcice tako, da je bila stična ploskev čim manjša. Nato smo izvedli tri poskuse, tako za keramično kot za kovinsko skodelico.
1. poskus: preverjali smo, kako se spremeni toplotni tok, ko zaustavimo izhlapevanje. Če je izhlapevanje dominantni proces ohlajanja, bi se moral pri njegovi odsotnosti toplotni tok najbolj zmanjšati. Prva ideja je bila, da bi skodelico z vodo prekrili s folijo za živila. V delavnici smo poskušali to izpeljati z navadno plastično folijo. Ker nismo imeli ustreznih materialov in ker je bil poskus nerodno zasnovan, smo izgubili še več vode, kot je je izparelo v originalnem poskusu, ko nismo poskušali preprečiti nobenega od mehanizmov. Po tem neuspehu nam je asistent predlagal, naj si pomagamo s plastjo olja na gladini vode. Spremljali smo padanje temperature vode, ki se je znatno zmanjšalo. Izgubo vode smo s poskusom z 1,7% ± 0,4% zmanjšali na 0%. Če je tehtnica, ki smo jo uporabljali, zanesljiva, smo torej uspešno zaustavili izhlapevanje.
2. poskus: preverjali smo, kako se spremeni toplotni tok, ko zaustavimo sevanje. Če je sevanje dominantni proces ohlajanja, bi se moral pri njegovi odsotnosti toplotni tok najbolj zmanjšati. Sprva smo menili, da se bomo sevanja lahko znebili z ovijanjem skodelice v aluminijasto folijo. Nismo pa pomislili, da se (zaradi kondukcije) ob tem segreje tudi folija in začne sama sevati. Zato ni bilo mogoče preveriti, ali je folija zares zaustavila sevanje, ker je sevala tudi sama. Na naslednjem srečanju smo ga ponovili, tokrat tako, da smo večjo zunanjo posodo ovili v aluminijasto folijo. Spremljali smo padanje temperature vode. S pomočjo merilca temperature, ki deluje na podlagi sevanja, smo preverili, kako zanesljiva je predpostavka, da smo uspeli zaustaviti sevanje - del folije smo prebarvali s črno barvo, da smo jo lahko obravnavali kot črno telo. Nato smo merili sevanje, ki ga je oddajala folija med potekom poskusa, in jo primerjali s sobno temperaturo ter s temperaturo vode. Termometer nam je pokazal temperaturo, ki ni bila za več kot 1K višja od sobne. Ker med folijo ni bilo prevajanja toplote (nič se ni segrela), se najverjetneje lahko zanašamo na predpostavko, da folija zaustavlja sevanje.
3. poskus: preverjali smo, kako se spremeni toplotni tok, ko zaustavimo kondukcijo. Če je kondukcija dominantni proces ohlajanja, bi se moral pri njegovi odsotnosti toplotni tok najbolj zmanjšati. Skodelico z vodo smo na majhnem lesenem podstavku postavili v večjo posodo in jo napolnili z vodo enake temperature, kot voda v skodelici. Z dolivanjem hladne vode smo nato kontrolirali temperaturo vode v zunanji posodi in jo, da je ne bi segrevala, poskušali obdržati 1K pod temperaturo vode v skodelici. Spremljali smo padanje temperature vode v skodelici. Teoretično bi morala metoda odstraniti vpliv kondukcije, oz. ga zmanjšati toliko, da je skoraj ničeln. Kondukcija namrec deluje zaradi temperaturne razlike med dvema telesoma. Torej, če ima snov, ki obdaja telo, zgolj malce manjšo tempearaturo, bi morala biti kondukcija skoraj ničelna. Na žalost pa nismo imeli dovolj časa, da bi preverili, ali je metoda zares zanesljiva. Če metoda ni zanesljiva, bodo rezultati pokazali ali preveliko zmanjšanje toplotnega toka, če voda v okolici v resnici greje vodo v skodelici, ali pa premajhno zmanjšanje, morda celo povečanje toplotnega toka - iz teorije vemo, da je voda veliko boljši toplotni prevodnik od zraka. V nadaljevanju se predpostavlja, da je metoda zanesljiva in da so rezultati meritev veljavni.
|