Työt ja demot

Säteilytyö vesiastioilla

Tumma ja kiiltävä astia - ohjeet ja tulostettava mittauspöytäkirja

  • Ota vedenkeittimestä kuumaa vettä molempiin astioihin
  • Styroksinen kansi päälle
  • Lämpömittari kumpaankin
  • Laita ajanotto käyntiin
  • Aloita lämpötilan mittaaminen heti kohtaan 0 minuuttia (alkulämpötila)
  • Anna jäähtyä ja kirjaa lämpötila minuutin välein
  • Jatka ainakin 15 minuuttia tai kun olet saanut luvan päättää mittaus
  • Tutkimuskysymys: Kumpi jäähtyy nopeammin?
  • Huolellisuus:
    • Vettä yhtä paljon
    • Astioiden täyttö yhtä aikaa
    • Yhdenmukaiset lämpömittarit
    • Astioita ei liikutella pöydällä
    • Molemmissa on kansi suorassa
    • Lämpömittareilla ei sekoiteta vettä
    • Astiat eivät ole kiinni toisissaan
    • Muuta?

purkit_kiilto_et_tumma.pdf
Vinkki: Mittaa lopuksi astioiden pintalämpötila säteilylämpömittarilla. Mitä tulos paljastaa astioista? Mitä tulos paljastaa säteilyyn perustuvasta lämpötilan mittauksesta?

Lämmönsiirtymisen pienprojekti

Valitse 1, 2 tai 3 ja raportoi vihkoon
  1. Lämpökartoitus
    Ota säteilylämpömittari ja käy tutkimassa koulurakennuksen ulkoseiniä. Etsi lämpövuotoja ja kirjaa muistiin mittaustietoja eri luokkien tai eri rakennusosien kohdalla (parakin seinän alaosa, liitoskohta, parakin pääty, ulko-ovi, jne.
  2. Lämpöeristeet
    Lämmönjohtavuuden yksikkö on W/Km eli wattia per kelvin metri. Lukema on sitä suurempi, mitä paremmin aine johtaa lämpöä. Näin ollen aine eristää sitä paremmin, mitä pienempi lämmönjohtavuus on. Etsi tietoa (lämmönjohtavuus) erilaisista rakennusaineista kuten puu, betoni, lasivilla, eps, selluvilla, jne. Hyvässä työssä selvität myös, kuinka paksu kyseisen eristeen pitää olla nykyaikaisessa rakennuksessa.
  3. Ikkuna
    Etsi tietoa nykyaikaisesta ikkunasta ja sen rakenteesta. Selvitä, millä keinoilla ikkunan aiheuttamia lämpöhäviöitä ehkäistään.

Työt ja demot

Aineen laajeneminen ja kutistuminen

  • Öljyn laajeneminen - demo
    • Punnitaan 50 ml kylmää ruokaöljyä ja 50 ml kiehuvaa ruokaöljyä - demo
  • Veden laajeneminen
    • Omatekoinen lämpömittari - demo
  • Kiinteän aineen laajeneminen
    • Pallo ja reikä - demo
    • Kaksoismetalliliuskat - työ
  • Kaasujen laajeneminen
    • Juomapullo ja pakkanen

Lämpö on energiaa

  • Kalorimetrityöt
    • Kylmä ja kuuma vesi - yhtä paljon
    • Kylmä ja kuuma vesi - eri määrä
    • Kylmä etanoli ja kuuma vesi
    • Kylmä vesi ja kuuma kupari
Olomuodon muutokset ja energia
  • Steariinin jähmettyminen - oppilastyö
  • Veden sp ja kp, kun lisätään suolaa - demo/työ
  • Haihtumisen viilentävä vaikutus - demo/työ
    • Vedellä, etanolilla ja asetonilla
    • Pumpulia ja kuminauha kolmeen lämpömittariin ja paristokäyttöinen tuuletin
  • Simulaatio olomuodoista
    • tässä saa kannenkin irti, kun tarpeeksi kuumentaa
Lämmönsiirtyminen
  • Säteilyn lämmittävä vaikutus - piirtoheitindemo
  • Säteilyn viilentävä vaikutus - metallipurkkityö
  • Muistiinpanojen yhteydessä demot:
    • Kuuma metallilevy säteilee lämpöä
    • Erilaiset lämmönjohteet vesihauteessa
    • Kiertovesilämmitys kaasupolttimen ja lasiputken avulla
  • Säteilylämpömittarit
  • Lämpökameravideot
  • Veden jäähtymisen hidastaminen eri tavoin - työ

Mittauksia ja muistiinpanoja

Kaadoimme lämmintä vettä kahteen metalliastiaan ja seurasimme niiden lämpötilaa. Toinen astioista oli ulkopuolelta kiiltävä, toinen tumma. Materiaali kuitenkin sama. Kuten kuvasta näkyy, tumma viileni nopeammin, vaikka näyttäisi alkavan valmiiksi viileämmästä. Yleensä on niin, että mitä lämpimämpi asia on ympäristöön nähden, sitä nopeammin sen lämpötila laskee. Lämpö siirtyy aina pääsääntöisesti lämpimämmästä kylmempään päin.

Tässä mittauksessa on huolehdittu astian eristämisestä pöydän pinnasta johtumista vastaan ja ylhäältä päin kulkeutumista vastaan.