|
Izmerili smo spreminjanje temperature pri vsakem poskusu. Vemo, da je Q=mcΔT, kjer je m masa telesa, c njegova specifična toplota in ΔT sprememba temperature, kar nam da toploto Q. P=dQ/dt, oziroma, v našem primeru lahko vzamemo tudi P=Q/Δt, se pravi povprečen toplotni tok P na intervalu Δt. Imeli smo več ponovitev istih poskusov, tako da vzamemo povprečno vrednost P za vsak poskus posebej (pri čemer ne upoštevamo rezultatov, ki se preveč razlikujejo od povprečja).
Keramična skodelica (pri vsaki meritvi smo na začetku v skodelici imeli okoli 235g vode):
-Rezutati meritev z vzemi mehanizmi za keramično skodelico:
Iz grafa razberemo veljavna območja meritve (torej, kjer začne temperatura padati - ko se je termometer ujel s temperaturo vode v skodelici).
P=52W±5W
-Rezutati meritev brez izhlapevanja za keramično skodelico:
Iz grafa razberemo veljavna območja meritve: pri prvi meritvi (svetlordeča) vzamemo za veljavno meritev po skoku v grafu, ko začne temperatura padati kolikor toliko enakomerno.
P=20W±4W
-Rezutati meritev brez kondukcije za keramično skodelico:
Iz grafa razberemo veljavna obmocja meritve: Voda v okolice sme biti le do 1K nižja, da lahko rečemo, da ni kondukcije, ne sme pa biti višja ali enaka, ker bi skodelico v temo primeru grela.
P=42W±6W
-Rezutati meritev brez sevanja za keramično skodelico:
P=32W±1W
Kovinska skodelica (pri vsaki meritvi smo v skodelici imeli okoli 240g vode):
-Rezutati meritev z vzemi mehanizmi za kovisnko skodelico:
Iz grafa razberemo veljavna območja meritve (torej, kjer začne temperatura padati - ko se je termometer ujel s temperaturo vode v skodelici).
P=54W±5W
-Rezutati meritev brez izhlapevanja za kovisnko skodelico:
P=18W±3W
-Rezutati meritev brez kondukcije za kovinsko skodelico:
P=52W±2W
-Rezutati meritev brez sevanja za kovinsko skodelico:
P=35W±3W
Pri vseh meritvah smo dobili razlikujoče se rezultate. Razlike bi lahko pripisali različnim dejvanikom. Termometer, na primer, ni bil vedno postavljen na isto mest na isto globino v skodelici. Kot vemo, temperatura v vodi ni konstantna - zaradi kondukcije bo ob robovih nižja temperatura, kot na sredini. Globlje bo hladnejda voda kot blizu gladine. Na gladini voda izhlapeva, za kar porabi toploto, ki jo dobi iz svoje okolice. Skratka, temperatura se lahko na različnih točkah v vodi spreminja različno. Pri računanju povprečnih toplotnih tokov smo se zato znebili rezultatov, ki so se preveč razlikovali od ostalih. Termometer smo sicer na določeni točki prelepili z lepilnim trakom, da smo vedeli, do približno katere globine ga smemo potopiti, ampak to je bilo veliko težje pri poskusu, pri katerem smo zaustavljali sevanje, ker nismo dobro videli, kako globoko smo potopili termometer.
Treba je omeniti še,da se pri vseh meritvah zanašamo na pravilno delovanje aparatur, predvsem termometra, od katerega je naš projekt najbolj odvisen. Uporabljali smo uporovni termometer - uporabljamo lastnost, da je upor sorazmeren s temperaturo. Če ne bi bil pravilno umerjen, bi sicer še vedno bilo vse v redu - navsezadnje so nas zanimale le temperaturne razlike. Toda, če zaradi kateregakoli razloga - mehanskega ali programskega - ni uporov preracunaval v temperaturo po pravilnem, premem sorazmerju, bi lahko to močno pokvarilo meritve - kot je razvidno iz grafov, se nekatere meritve gibljejo okoli 360K, spet druge pa so bližje 350K. Morda bi bilo dobro preveriti,ali uporovni termometer pravilno deluje.
Naše meritve so tudi odvisne od pogojev v eksperimentalnem prostoru. Vsak dan, ko smo izvajali poskus, smo izmerili temperaturo zraka, tlak in vlažnost. Razlike sicer niso bile velike - temperatura, na primer, se ni razlikovala za več kot 3K - ampak vseeno imajo lahko majhen vpliv (spet se spomnimo na kondukcijo, ki je odvisna od temperaturne razlike). Ker smo eksperimente izvajali na različne dni, bi lahko to vplivalo na naše rezultate - za izhlapevanje bi, na primer, dobili premajhno spremembo toplotnega toka, če je bil zrak bolj vlažen, kot takrat, ko smo izvajali kontrolni eksperiment z vsemi mehanizmi. Takšne eksperimente bi morda bilo bolje izvajati na isti dan. Na tej točki bi bilo seveda zanimivo preveriti, kako pogoji v okolici vplivajo na rezultate.
Največje nedolocenosti meritev so se pojavljale pri merjenju spreminjanja temperature, ko smo zaustavili kondukcijo. Temperaturo toplotnega rezervoarja okoli merjenega telesa smo morali držati pri okoli enemu Kelvinu nižje, kot je bila v skodelici. Pri obdelavi merilnih podatkov je to pomenilo nekaj dela pri iskanju primernih časovnih intervalov, toda že v izbrani okolici (ΔT=1K±0.5K) lahko prihaja do razlik v toplotnem toku. Poleg tega smo pri tem poskusu uporabljali dva uporovna termometra, tako da se spet zanašamo na to, da sta oba pravilno umerjena.
Tukaj je seveda še vprašanje, ali smo z metodami, ki smo jih uporabili, zares zaustavili mehanizme ohlajanja, ker, če jih nismo, potem z našim poskusom nismo zares ugotovili, kateri od mehanizmov je zares dominanten. Iz rezultatov je sicer razvidno, da smo z uporabljenimi metodami ohlajanje upočasnili, prav tako smo s tehtanjem skodelice pred in po meritvi pri zaustavljanju izhlapevanja ter z merjenjem sevanja pri eksperimentu z aluminijasto folijo ugotovili, da sta uporabljeni metodi zanesljivi (tukaj se spet zanašamo na pravilno delovanje merilnih naprav), toda istega ne moremo reči za zaustavitev kondukcije.
Pri nadaljni obdelavi podatkov se predpostavlja, da možni instrumentalni viri nedoločenosti (kalibriranost termometrov, zanesljivost, da smo zaustavili mehanizem ohlajanja) ne vplivaja na končni rezultat poskusa. |