Ztráta tepla v závislosti na povrchu a objemu tělesa.

Úvod

Bergmanovo pravidlo definuje, že v rámci jednotlivých ras teplokrevného živočišného druhu dochází ke zvyšování hmotnosti těla v oblastech s chladnějším klimatem.Větší zvíře má menší poměr povrchu těla vůči objemu, a tím také menší tepelné ztráty na jednotku hmotnosti.

Cílem úlohy bude získat graf, který by demonstroval vliv poměru povrchu a objemu na pokles teploty.  Dvě kulaté baňky naplníme teplou vodou, ponoříme do nich teplotní čidla a budeme na obrazovce sledovat graf závislosti teploty na čase. Zjistíme počáteční (maximální) a konečnou (minimální) teplotu každé křivky a rozdíl v obou křivkách zhodnotíme v diskusi. 

Pomůcky                                                                                                                                  

Počítač, dvě kulaté baňky (100 ml a 500 ml), 2 polovodičová teplotní čidla se zátkami, vařič,  teploměr.

Postup

Sestavíme aparaturu podle přiloženého obrázku.

Upevníme kulaté baňky do svorek ve stojánku. Spojíme teplotní polovodičová čidla se zásuvkou 1  a 2 přístroje Cobra 3 a tento přístroj propojíme s počítačem.

Klikneme na program measure a dále na file a new measurement. Překontrolujeme nastavení parametrů měření dle přiloženého obrázku.

Teplotní čidla ponecháme na vzduchu, klikneme na calibrate a nastavíme teplotu místnosti. Klikneme postupně na calibrate,OK,OK a continue.

Ve vařiči ohřejeme 1 l vodovodní vody  na přibližně 80 ^oC. Teplotu měříme přiloženým teploměrem. Kulaté baňky (100 ml a 500 ml) touto vodou vypláchneme a naplníme po značku. Baňky znovu upevníme do svorek ve stojánku a umístíme do nich teplotní čidla (do baňky 500 ml čidlo v portu 1).

 Klikneme na start measurement. Začne se kreslit graf. Měření trvá 10 minut. Pak klikneme na  analysis a show extrema.Opíšeme hodnoty T₁, klikneme na OK a 2x na T (modrá) a znovu na analysis a show extrema. Opíšeme hodnoty T₂ a klikneme na OK.

Podobným způsobem provedeme 5 měření, ale bez kalibrování (file, new masurement, continue).

Rozdíly teplot (T₁-T₂, T₁ je teplota vody v baňce na 500 ml T₂ je teplota vody v baňce na 100 ml) na začátku a na konci každého měření zaznamenáme do tabulkya zhodnotíme v diskusi.

Spočítejte poměr povrchu a objemu pro každou baňku a statisticky zpracujte výsledky.