seismik SØ Grønland 18.8.2014

Jakob Skovborg Sørensen
Christian Dohrmann
Mette Lunding Nielsen
Lucas Paulsen
.
Side 1 af 11
06/09 2013
Jakob Skovborg Sørensen
Christian Dohrmann
Mette Lunding Nielsen
Lucas Paulsen
Indhold
Indledning/formål .............................................................................................................................................. 3
Hvordan måler vi?: ........................................................................................................................................ 3
Hvordan virker kassen? ............................................................................................................................. 3
Forventninger .................................................................................................................................................... 4
Eksempel af måleserie ....................................................................................................................................... 4
Forsøget: ............................................................................................................................................................ 4
Beregning af energiomsætning ...................................................................................................................... 4
Svedekasse ................................................................................................................................................. 7
Efterbehandling ............................................................................................................................................... 10
Side 2 af 11
06/09 2013
Jakob Skovborg Sørensen
Christian Dohrmann
Mette Lunding Nielsen
Lucas Paulsen
Indledning/formål
Vi ville finde ud af en persons hvileenergistofskifte ved at placere personen i en svedekasse. Det
ville vi gøre for at finde ud af hvor meget af vores energi, vi omsætter til varmeenergi for f. eks at
holde vores indre organer i live1.
Hvordan måler vi?:
Vi startede med at måle temperaturen inde i kassen med et elektronisk termometer, for at finde en
starttemperatur. Derefter lod vi en 60 W pære varme kassen op så vi kunne beregne Lampda(λ).Vi
satte derefter en person ind i kassen, som så varmede kassen op, på grund af den øgede omdannelse
af varmeenergi.
Hvordan virker kassen?
Kassen var 186 cm høj, 59cm lang og 65cm bred. Kassen var lavt af træ, og isoleret med 10cm
flamingo. Vi lavede et hul i kassen, hvor vi satte vores termometer ind. Da kassen var godt isoleret,
kunne varmen ikke slippe ud derfra, og derfor blev det varmere og varmere inde i kassen. Vi målte
temperaturen i kassen 1 gang i minuttet.
Jakob i
svedekassen
1
http://www.fys.dk/nfa/03/heftet/07.pdf
Side 3 af 11
06/09 2013
Jakob Skovborg Sørensen
Christian Dohrmann
Mette Lunding Nielsen
Lucas Paulsen
Forventninger
Vi forventede at det ville blive varmere i kassen, men på et tidspunkt ville den blive konstant. Som
man kan se på grafen. Personen i kassen efter lang tid ville falde ud på grund af øget mængde CO2
og manglende ilt og at person i kassen ville svede en del, på grund af de høje temperaturer, og
kassen ville begynde at lugte af sved.
Lasse
34
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
32
30
28
26
Lasse
24
22
20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tid
Eksempel af måleserie
Forsøget:
Beregning af energiomsætning
Vi måler hinandens højde og vejer hinanden. Disse målinger skal bruges til beregning af
energiomsætning.
Navn:
Lucas
Jakob
Mette
Side 4 af 11
Højde
1,79 m
1,75 m
1,88 m
Vægt
66 kg
64 kg
74 kg
Alder
16 år
16 år
16 år
06/09 2013
Jakob Skovborg Sørensen
Christian Dohrmann
Mette Lunding Nielsen
Lucas Paulsen
Der er flere formler:
1. Hvilestofskifte = m * 1,16 W/kg
Hvilestofskifte pr. døgn, (der er 86.400 sekunder på et døgn): m * 1,16 W/kg * 86.400
2. Energiomsætning pr. døgn, mænd:
(66,5 + (13,75 * m) + (5,003 * højde i cm) – 6,775) * alder)) * 4.186 J
Energiomsætning pr. døgn, kvinder:
(655,1 + (9,563 * m) + (1,850 * højde i cm) – (4,676 * alder)) * 4.186 J
3. 58 W * A (A er overflade areal, m2)
Overflade arealet kan beregnes på flere måder:
- A = 0,0072 * m0,425 * h0,725 (m er masse i kg) (h er højde i centimeter)
- Man kan også dele kroppen op i forskellige former (kasser og cylindere). Som på
tegningen:
Side 5 af 11
06/09 2013
Jakob Skovborg Sørensen
Navn:
Lucas
Mette
Jakob
Side 6 af 11
Christian Dohrmann
Formel 1.
66*1,16 W/kg = 76,52 *
86.400 = 6.614.784 J /
1000 = 6.614, 78 kJ
74 * 1,16 W/kg = 85,84 *
86.400 = 7.416.576 J/
1000 = 7.416,58 kJ
64 *1,16 W/kg = 74,24 *
86.400 = 6.414.336 J/
1000 = 6.141,34 kJ
Mette Lunding Nielsen
Lucas Paulsen
Formel 2. (Harris-Benedict formlen)
(66,5 + (13,75 * 66) + (5,003 * 179) – (6,775 * 16))
* 4.186 J = 7.372.119 J/1000 = 7.372 kJ
(655,1 + (9,563 * 74) + (1,850 * 188) – (4,676 * 16))
* 4.186 J = 6.847.232,756 J / 1000 = 6847,2 kJ
(66,5 + (13,75 * 64) + (5,003 * 175) – (6,775 * 16))
* 4.186 J = 7.173.234,25 J/1000 = 7.173 kJ
06/09 2013
Jakob Skovborg Sørensen
Navn:
Lucas
Mette
Jakob
Christian Dohrmann
Mette Lunding Nielsen
Lucas Paulsen
Formel 3.
0,0072 *660,425 * 1760,725 = 1,8 m2 * 58 = 105,21 W * 86.400 = 90909276 J
/1000 = 9090,28 kJ
0,0072 * 740,425 * 1880,725 = 2 m2 * 58 = 116 W * 86.400 = 10.022.400 J =
10.022,4 kJ
0,0072 *640,425 * 1750,725 = 1,8 m2 * 58 = 103,42 W * 86.400 = 8.935.180 J
/1000 = 8935,18 kJ
Svedekasse
Vi placerer først en 60 W pære og placerer i en isoleret kasse. Vi måler temperaturen før pæren
tændes og når temperaturen er stabil.
Start/ ude temperatur: 23,1
◦
Sluttemperatur/stabil temperatur: 32,5
◦
Isoleringens tykkelse/vægtykkelse (L): 10 cm = 0,1 m
Indvendig areal (A): 1,86m * 0,59m = 1,1 m2
1,86 * 0,56 = 1,04
0,56 * 0,59 = 0,33
(1,1+1,04+0,33)*2 = 4,94 m2
Vi bruger formlen: P = λ*A/L * (tv-tk)
λ = P*A/L * T
tv er temperaturen inde i kassen i celsius.
tk er temperaturen udenfor kassen i celsius.
60 * 0,1/4,94 * 9,4 = 0,13
Side 7 af 11
06/09 2013
Jakob Skovborg Sørensen
Christian Dohrmann
Mette Lunding Nielsen
Lucas Paulsen
Bagefter kommer der mennesker i kassen. Temperaturen bliver målt hvert minut, til den er stabil.
tid
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Lasse
Anders Tobias Anja
24
26
25
26
27,1
29,1
28,4
28,2
29,5
29,9
29,9
30,1
30,7
30,3
30,5
30,8
31,1
30,5
30,9
31,5
31,5
30,5
31
31,6
31,6
30,6
31,2
32
31,6
30,7
31,4
32
31,8
30,8
31,5
32
32
30,8
31,5
32
32
32,1
32,3
32,3
32,5
32,6
32
32,5
32,5
34
Temperatur i celsius
32
30
Lasse
28
Anders
Tobias
26
Anja
24
22
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Tid i minutter
Side 8 af 11
06/09 2013
Jakob Skovborg Sørensen
Christian Dohrmann
Mette Lunding Nielsen
Lucas Paulsen
Lasse:
◦
Tv: 24
◦
Tk: 32,5
32,5 – 24 = 8,5
P = 0,13*4,94/0,1 * 8,5 = 54,59 W * 86.400 = 4.716.576 J/1000 = 4716 kJ
Anders:
◦
Tv: 26
◦
Tk: 30,8
30,8 - 26 = 4,8
P = 0,13 * 4,94/0,1* 4,8 = 30,83 W * 86.400 = 2.663.712 J/ 1000= 2663 kJ
Tobias:
◦
Tv: 25
◦
Tk: 31,5
31,5 – 25 = 6,5
P = 0,13 * 4,94/0,1 * 6,5 = 41,74 W * 86.400 = 3.606.336 J/1000 = 3606,34 kJ
Anja:
◦
Tv: 26
◦
Tk: 32
32 – 26 = 6
P = 0,13 * 4,94/0,1 * 6 = 38,53 W * 86.400 = 3.328.992 J/ 3328 kJ
Side 9 af 11
06/09 2013
Jakob Skovborg Sørensen
Christian Dohrmann
Mette Lunding Nielsen
Lucas Paulsen
Efterbehandling
Beregning af hvilestofskifte med formler
Metode 1
6.614, 78 kJ
7.416,58 kJ
6.141,34 kJ
Navn:
Lucas
Mette
Jakob
Metode 2
7.372 kJ
6847,2 kJ
7.173 kJ
Metode 3
9090,28 kJ
10.022,4 kJ
8935,18 kJ
Vi kan konkludere, at de forskellige formler og metoder svinger meget i resultat, og man kan ikke
beregne de enkelte personers hvilestofskifte præcist. Forventningerne for grafen, med svedekassen,
passer godt sammen med resultatet, den stiger stødt, men retter sig stille ud, og stiger derefter
langsomt, indtil den er på en konstant temperatur.
Lasse
34
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
32
30
28
26
Lasse
24
22
20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tid
Forventning
Side 10 af 11
06/09 2013
Jakob Skovborg Sørensen
Christian Dohrmann
Mette Lunding Nielsen
Lucas Paulsen
Svedekasse
Temperatur i celsius
34
32
30
Lasse
28
Anders
26
Tobias
Anja
24
22
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Tid i minutter
Målt
Beregning af hvilestofskifte med svedekasse
Navn:
kJ brugt pr. døgn
Lasse
4716 kJ
Anders
2663 kJ
Tobias
3606,34 kJ
Anja
3328 kJ
Man kan også se, at personerne i kassen’s hvilestofskifte er betydeligt lavere end vores, som er
beregnet med formler. Personerne i kassen’s hvilestofskifte ville være højere, hvis de havde været i
kassen i længere, tid derfor er svedekassemetoden også upræcis. Lasse har, ifølge svedekasse
forsøget også et højere hvilestofskifte og han var i kassen i længst tid.
Side 11 af 11
06/09 2013