Folyadékok és gázok mechanikája » Vízben úszó gyertya

Jelenség leírása

Tanulmányozzuk, hogyan ég a vízben úszó, alján nehezékkel ellátott gyertya! Mérjük meg, hogyan változik a nehezék és az edény alja közötti távolság az idõ függvényében! Mennyire tér el a kialudt gyertya tömege az FGy. 3062. számú feladat (a KöMaL, 1997. decemberi számában) közölt megoldása alapján számított értéktõl? Végezzük el a mérést legalább két különbözõ vastagságú gyertyával!

Eszközök

gyertya, nehezék, vizespohár, vonalzó

Magyarázat

M. 194. Tanulmányozzuk, hogyan ég a vízben úszó, alján nehezékkel ellátott gyertya! Mérjük meg, hogyan változik a nehezék és az edény alja közötti távolság az idõ függvényében! Mennyire tér el a kialudt gyertya tömege az FGy. 3062. számú feladat (a KöMaL, 1997. decemberi számában) közölt megoldása alapján számított értéktõl? Végezzük el a mérést legalább két különbözõ vastagságú gyertyával!

Megoldás. Máthé András (Budapest, ELTE Apáczai Csere J. Gyak. Gimn., 10. o.t.) elõször a felesleges (és szabálytalan) részek levágásával körhenger alakúvá tette a gyertyát, majd vízkiszorítás és tömegmérés segítségével meghatározta a sûrûségét. Nehezéknek gyurmát választott, mert az finoman adagolható, könnyen eltávolítható, de magától hosszú ideig rajtamarad a gyertyán. A nehezék mennyiségét úgy választotta, hogy minél rövidebb rész lógjon ki a vízbõl, de azért ez a hossz mérhetõ legyen; így a mérés ideje csökkenthetõ.

A továbbiakban megmérte, hogyan változik a meggyújtott, vízben úszó gyertya nehezékének magassága az idõ függvényében. Ez a függvény (összhangban az elméleti várakozással) közel lineárisnak adódott, bár a meredeksége a mérés kezdeti szakaszában észrevehetõen ingadozott. Ez feltehetõen a lángmagasság változásának, a még nem eléggé egyenletes égésnek tulajdonítható. A versenyzõ sok érdekes részletet figyelt meg a gyertya fogyása (mintegy 5 órányi idõ) alatt. A lángmagasság a kezdeti 2 cm-rõl fokozatosan 3, majd 4 cm-re nõtt, közben a folyékony viaszból a láng tövénél kicsiny medence alakult ki, melybõl késõbb ,,kicsapott'', kifolyt az olvadék a vízbe, ahol rögtön megszilárdult. a meggyújtást követõen kb. a 4. órában a láng alja elérte a víz szintjét, de a kialakult ,,gallér'' miatt a láng nem aludt ki, hanem majdnem háromnegyed óráig égett még. Amikor a víz bejutott a viaszkráter belsejébe, a láng elaludt és a gyertya azonnal elsüllyedt. Tömege ekkor a hivatkozott feladat alapján számolható 27 g helyett mindössze 20 g volt! A nagy eltérés oka a viaszkráter felhajtóerejében és (kisebb gyertyáknál) a felületi feszültség hatásában kereshetõ. A 30-40%-os eltérés egyértelmûen meghaladja a közvetlen mérési adatok pontatlanságából eredõ (kb. 5%-osra becsülhetõ) hibát, tehát szisztematikus hibának tekinthetõ.


Szerzők

  • Gnadig Péter

Forrás, irodalom, hivatkozás

  • Honyek Gyula
  • Máthé András
  URI STRING  
/show/194/F-B-G
  CLASS/METHOD  
show/index
  MEMORY USAGE  
607,984 bytes
  BENCHMARKS  
Loading Time Base Classes  0.0013
Controller Execution Time ( Show / Index )  0.0156
Total Execution Time  0.0170
  GET DATA  
No GET data exists
  POST DATA  
No POST data exists
  DATABASE:  kiserletek   QUERIES: 9   
0.0006   INSERT INTO `sessions(`session_id`, `ip_address`, `user_agent`, `last_activity`) VALUES ('131fe87ed397e8cf4cbefbefdfa0f643''3.239.233.139''CCBot/2.0 (https://commoncrawl.org/faq/)'1610744200) 
0.0006   SELECT `label`, trim(item) as item
FROM 
(`categories`) 
0.0008   SELECT *
FROM (`experiments`)
WHERE `eid` = '194' 
0.0008   SELECT *
FROM (`exp_kwd`)
JOIN `keywordsON `keywords`.`path`=`exp_kwd`.`path`
WHERE `eid` = '194' 
0.0005   SELECT *
FROM (`exp_cat`)
JOIN `categoriesON `categories`.`label`=`exp_cat`.`label`
WHERE `eid` = '194' 
0.0006   SELECT `name`
FROM (`materials`)
WHERE `eid` = '194' 
0.0002   SELECT `source`
FROM (`sources`)
WHERE `eid` = '194' 
0.0003   SELECT *
FROM (`exp_authors`)
JOIN `authorsON `exp_authors`.`monogram`=`authors`.`monogram`
WHERE `exp_authors`.`eid` = '194' 
0.0004   SELECT *
FROM (`media`)
JOIN `media_typeON `media_type`.`format`=`media`.`format`
JOIN `exp_mdaON `media`.`mid` = `exp_mda`.`mid`
WHERE `exp_mda`.`eid` = '194'