Ogólna instrukcja zadania
Energia i sprawność
Praca wykonywana ręcznie przy użyciu pompki ma zostać możliwie skutecznie zamieniona w ciepło i przekazana wodzie.
To jest przykładowa instrukcja zadania, która pozwala zrozumieć i przećwiczyć rodzaj eksperymentu. Podobne do prawdziwych zadań będą udostępnione na dwa tygodnie przed każdą kolejką. Dokładne wartości parametrów, ostateczny zestaw materiałów i techniczne kryteria ważności wszystkie zespoły poznają jednocześnie na początku kolejki.
Zadanie
Wyposażenie
Zespół otrzyma ręczną pompkę, przewody, element przekazujący ciepło, naczynie, wodę do prób roboczych, podstawowe uchwyty montażowe oraz proste materiały izolacyjne i mocujące: folię, karton, piankę, taśmę i gumki. Do dyspozycji będą także nożyczki, linijka, stoper i sonda temperatury.
Przygotowanie rozwiązania
Zespół buduje układ, w którym praca wykonywana przy pompowaniu powoduje ogrzewanie elementu roboczego, przepływającego medium lub bezpośrednio wody. Można zmieniać przebieg przewodów, sposób zamocowania elementów, izolację i sposób mieszania, o ile pozostają zgodne z instrukcją i zasadami bezpieczeństwa.
Gotowy układ musi dać się uruchomić w centralnej strefie bez dodatkowych źródeł energii. Konstrukcja powinna być szczelna, stabilna i możliwa do obsługi przez liczbę zawodników wskazaną w instrukcji.
Próba mierzona i wynik
Przed próbą Komisja wprowadzi do układu jednakową ilość wody o ustalonej temperaturze początkowej. Zespół będzie obsługiwał pompkę przez taki sam czas albo wykona jednakową liczbę pełnych cykli. Po zakończeniu pracy woda zostanie wymieszana, a jej temperatura zmierzona według wspólnej procedury.
Wynikiem będzie różnica pomiędzy temperaturą końcową i początkową. Instrukcja kolejki określi ilość wody, typ pompki i elementu roboczego, czas lub liczbę cykli, sposób mieszania i pomiaru, dopuszczalne ciśnienie, liczbę prób i kryterium remisu.
Ograniczenia i bezpieczeństwo
Nie wolno używać ognia, grzałek, baterii, reakcji chemicznych ani własnych materiałów wytwarzających ciepło. Zabronione jest ogrzewanie naczynia ciałem, zmienianie ilości wody, blokowanie zabezpieczeń pompki, przekraczanie dopuszczalnego ciśnienia oraz dotykanie sondy lub naczynia w sposób mogący wpłynąć na wynik.
Co na to fizyka?
Znajomość tych zjawisk może pomóc w zaplanowaniu konstrukcji, przewidywaniu wyniku i analizie nieudanych prób. Ostateczne rozwiązanie nadal trzeba jednak sprawdzić doświadczalnie.
Co zostanie doprecyzowane na kolejce?
ilość i temperatura początkowa wody, typ pompki i elementu wymiany ciepła, dopuszczalny układ połączeń, czas lub liczba cykli, sposób mieszania i odczytu temperatury, liczba prób i kryterium remisu.
Te informacje nie zmienią istoty eksperymentu, lecz ustalą jego konkretne warunki i pozwolą wszystkim zespołom rywalizować na identycznych zasadach.
Wspólna zasada wszystkich zadań
