11. Ztráta tepla v závislosti na povrchu a objemu tělesa

Podle Bergmanova pravidla se hmotnost těla různých ras teplokrevných zvířat v rámci jednoho druhu zvyšuje se snižující se teplotou klimatu. Čím větší je hmotnost těla, tím nižší je poměr POVRCH : OBJEM těla, a tím nižší je ztráta tepla na jednotku hmotnosti.

1. Hardware: Měření provádíme na přístroji Cobra 3, vybaveném dvěma polovodičovými teplotními čidly a propojeném s počítačem. Čidla připojíme do konektoru 1 a 2 přístroje. Výslednou křivku budeme charakterizovat softwarem Phywe.
2. Nastavení software: Na počítači spustíme program Measure, dále File a New Measurement. Parametry nastavíme následujícím způsobem:
   
   • Modul: no module / sensor
   • S1: semiconductor
   • S2: semiconductor
   • Channels: Temperature T1 (S1); Temperature T2 (S2); Temperature T2 - T1
   • Y bounds temperature unit: ^oC
   • X data: Time
   • Display: Digital display 1, Digital display 2, Diagram 1, Diagram 2
   • Get value: every 1 s
   • Start of measurement: on key press Temperature T1
   • End of measurement: after 600 values Temperature T1

1. Kalibrace: Teplotní čidla ponecháme na vzduchu, klikneme na Calibrate a zadáme teplotu laboratoře. Postupně klikáme na Calibrate, OK, OK a Continue.
   POZOR: Kalibrují pouze studenti, kteří provádějí první cvičení daného dne, pokračující jíž nekalibrují!
2. Modelová tělesa - skleněné baňky o objemu 500 a 100 ml upevníme do stojanu (viz. obr.)
3. Vytemperování baněk: Ve varné konvici ohřejeme cca 1 l deionizované vody na cca 80 ^oC (teplotu měříme digitálním teploměrem). Baňky naplníme touto vodou a ponecháme několik minut zahřát. Pak tutéž vodu opět zahřejeme ve varné konvici na přibližně stejnou teplotu a definitivně nalejeme do baněk po odpovídající značky. Do baněk umístíme tepelná čidla (do baňky 500 ml vložíme čidlo z portu 1).
4. Počkáme cca 20 vteřin a pak klikneme na počítači na Start measurement. Začne se vykreslovat křivka poklesu teploty. Měření probíhá 6 - 8 min.
5. Vyhodnocení: Po ukončení měření analyzujeme na počítači: Zvolíme Analysis a Show extrema. Opíšeme hodnoty T1 (červená křivka), pak klikneme na OK a 2krát na T2 (modrá) a znovu na Analysis a Show extrema. Opíšeme hodnoty T2 a klikneme na OK.
   
   

   Definitivní křivky pro obě baňky.

   Zvolíme křivku, kterou chceme hodnotit (T nebo T).

   Zvol Analysis/Show extrema.

   V novém okně se objeví maximální a minimální hodnoty pro vybranou křivku.

   
   
   
6. Naměřené hodnoty teplot a jejich rozdíly uložíme do následující tabulky:
   
   

   	teplota oC
   měření	T1max	T1min	T2max	T2min	T1max - T2max	T1min - T2min

   T1_max - počáteční teplota u baňky 500 ml
   T1_min - konečná teplota u baňky 500 ml
   T2_max - počáteční teplota u baňky 100 ml
   T2_min - konečná teplota u baňky 100 ml
   
   
7. Měření opakujeme 5krát. U prvních 2 sloupců tabulky zprava provedeme statistickou analýzu (vypočítáme průměr, směrodatnou odchylku výběrovou, relativní a průměru).
8. U obou použitých baněk vypočítáme poměr POVRCH : OBJEM. Pro výpočty povrchu a objemu použijeme vzorce pro kouli, přičemž u větší baňky r = 5 cm, u baňky menší r = 3 cm.
9. V diskusi zhodnotíme zdali se nám podařilo potvrdit Bergmanovo pravidlo.