Soojuse ralli 2

Katses saame teada, et erinevate metallide soojusjuhtivus on erinev.

Vahendid:

  1. Kolm kirjaklambrit
  2. Küünal
  3. Üks alkoholipõleti
  4. Vasest, rauast ja alumiiniumist juhtmed
  5. Klaaspulk

Protseduur:

1. Seo võrdsete pikkustega vasest, rauast ja alumiiniumist juhtmed ühest otsast kokku.

2. Aja juhtmed üksteisest laiali nii, et need moodustaksid omavahel 120-kraadise nurga.

3. Kinnita kirjaklambrid sulanud küünlavaha tilkade abil juhtmete seotud otstest võrdsetele kaugustele (10 cm).

4. Painuta seotud otsa nii, et see jääks klaastoru otsa rippuma.

5. Kuumuta seotud otsa alkoholipõleti kohal ja mõõda aeg, mis kirjaklambritel juhtmelt maha kukkumiseks kulub.

Milline kirjaklamber kukkus esimesena? Teisena? Kolmandana?
Milline nendest metallidest on parim soojusjuht? Milline on halvim?
Millised muutujad on selles „rallis“ muutumatud?
Millised muutujad on muutuvad ja sõltuvad?
Kas „rallile“ avaldaks mõju see, kui kasutada kirjaklambrite kinnitamiseks rohkem või vähem küünlavaha?

Selgitus Kuigi kirjaklambrid on kinnitatud juhtmete seotud otsast võrdsetele kaugustele ja seega ka alkoholipõletist võrdsele kaugusele, ei kuku kirjaklambrid maha ühel ajal. Seda seetõttu, et iga metalli soojusjuhtivus on erinev. Suurim soojusjuhtivus on vasel, seejärel tuleb alumiinium ning viimasena raud. Muutujad, mis „rallit“ mõjutavad, on leegi asukoht, kirjaklambri kinnitamiseks kasutatud küünlavaha kogus, kirjaklambri suurus jne. Need muutujad tuleb katse ajal muutumatutena hoida. Muudetavaks on metalli tüüp (mis on kolme juhtme korral erinev) ja sõltuv muutuja on kas aeg soojendamise algusest kuni kirjaklambri kukkumiseni või metalli soojusjuhtivus. Soojus liigub juhtme seotud otsast juhtmete vabade otste poole. Soojus sulatab küünlavaha, millega kirjaklamber on juhtme külge kinnitatud, ning seetõttu kukub kirjaklamber maha.