Laborationen med doppvärmaren

Som ni märkte var det en synnerligen simpel laboartion . Vilket inte betyder att den var "lätt".

Första gången man gör ett experiment vet man inte så noga vad som händer och vad man ska vara speciellt uppmärksam på. Det är därför bra strategi att göra ett "förförsök" som visar vad man kan råka ut för.
Sedan kan man göra några "riktiga försök". Problemet är nästan alltid att göra så bra mätnigar som möjligt. Att läsa av (digitala) instrument är inte så svårt. Frågan är bara om man mäter det man verkligen är ute efter att mäta?
Mätfel kommer man aldrig ifrån. Mätfel är av två slag: tillfälliga (ex. avläsningsfel) och systematiska (som beror på experimentarrangemanget). Tillfälliga fel kan minimeras genom att göra upprepade mätningar. Då får man också en uppfattning om vilka felgränser som gäller för den aktuella mätningen.
Systematiska fel är knepigare. Ofta gäller det att hitta något feltänk man gjort. Och det är ju inte alltid så lätt :-)

Jag tycker ni jobbade seriöst med uppgiften. Lycka till med rapporten, som alltså ska vara inlämnad (på papper) senast om en vecka. Ni får gärna diskutera en preliminär version med mig på fredag, om ni vill.

Observera att jag uppdaterat planeringen nedan!

Sidhänvisningar, värme och tryck

När det gäller värme och tryck är följande sidor bra:
Bok A 1:a uppl:
178 - 182, 183 - 187, 190 - 205.
Bok A 2:a uppl:
166 - 170, 173 - 177, 179 - 194.
Bok A 3:a uppl:
158 - 163, 165 - 170, 173 - 188.

Laborationen på tisdag 22 jan

Laborationen på tisdag går alltså ut på att värma vatten med doppvärmare, ungefär som vi gjorde i fredags.
Ni arbetar i grupp (2 - 3 i varje grupp). Ni får ingen utförlig skriftlig instruktion, utan uppgiften är helt enkelt att försöka bestämma verkningsgraden vid uppvärmningen samt försöka beräkna "vart förlusterna tagit vägen (glasburken etc.)".

Varje grupp skriver en enkel rapport som lämnas in (på papper) senast den 29/1. Samtliga i gruppen ska kunna svara för rapportens innehåll. Upplägget kan variera:

> Ni kan välja "traditionell laborationsredogörelse" med rubrik, syfte, materiel, utförande, beräkningar, resultat etc.

> Ni kan välja "populär version", typ tidningsnotis, där ni redogör för vad ni gjorde och vad ni kom fram till på ett lättläst och begripligt (men fysikaliskt korrekt) sätt. Välj gärna en intressant rubrik och intresseväckande ingress.

Naturligtvis får ni fråga om det är något ni är osäkra på. Huvudsaken är att resultatet blir bra!

Lektionen den 18 jan

Det handlade som ni märkte mest om värmelära.

Först värmde vi vatten med hjälp av en doppvärmare.
Vi mätte doppvärmarens effekt till 323 W. Vi hade den inkopplad i 1 min 25 s. Det betyder att den tillförda energin blev c:a 27,5 kJ.
Vattentemperaturen steg på grund av uppvärmningen med 10 ^oC, och eftersom vattnet vägde 610 g konstaterade vi att 25,6 kJ gått åt för uppvärmningen.

Ni ska i princip göra samma experiment på tisdag. Det finns en del att tänka på när det gäller mätningarna:
~ Tiden för tillförd energi är den tid doppvärmaren är inkopplad.
~ Temperaturen stiger vanligen något även sedan strömmen stängts av. Sluttemperaturen är alltså den högsta temperatur vattnet har. Se också till att röra om, så att vattnet får en jämn temperatur.
~ Ni kan sedan bestämma verkningsgrad som E_nyttig / E_tillförd.
~ Fundera sedan på om ni kan uppskatta hur mycket av den "förlorade" energin som gått åt till att värma upp glasbägaren!
~ Hur är mätnoggrannheten? Försök göra en felkalkyl.
~ Gör gärna ytterligare ett försök och ta tillvara de mätningserfarenheter ni gjort.

Nästa försök gick ut på att studera hur olika ytor tar upp värme. Vad blev slutsatsen?

Vi studerade också temperaturen på en vit och en svart yta på en mässingkub fylld med varmt vatten. Vilken yta var varmast? Varför?

Slutligen studerade vi hur lägesenergi omvandlas till värmeenergi i fallande blyhagel. Jag tycker att ni jobbade bra och fick fina resultat. Samtliga grupper fann att c:a 30 % av lägesenergin omvandlades till värmeenergi. Samtliga fann också att golvtemperaturen på fallstället steg något.

Till slut: Varför är det möjligt att gå barfota på glödande kol utan att (förhoppningsvis) bränna sig? Hur "varmt" är flytande kväve (som kokar)? Är det möjligt att doppa ett finger i smält bly (utan att skada sig)?

Lektionen fred. 11 jan.

I fredags introducerade jag en del värme- och tryckfenomen. Några kände igen en del saker från andra ämnen! Det är bra. Fenomen som fasomvandling, värmetransport och energitillförsel är synnerligen centrala i er bransch. Därför tar vi upp dem ur lite olika perspektiv i flera ämnen.

Fundera gärna över exempelvis följande:

1. Vad hände när naftalenets temperatur inte sjönk runt +80 grader fast det befann sig i en omgivning som var drygt 20 grader?
2. Varför blev mässingskulan större när den upphettades?
3. Hur fungerar en bimetall och vilka två centrala användningsområden finns för bimetaller?
4. Vad menas med tryck? Är tryck en vektorstorhet eller en skalär?
5. Varför knycklades aluminiumburken ihop när jag doppade den i vatten?
6. Hur fungerar "den norska raketen"? (Ev. upprepning av experimentet sker på egen risk!)