お湯を冷やす

いろいろやってみて思ったのだが、どうも温度計の目盛りを読む前に温度そのものが変化してしまっているっぽい。そこで、実際温度計の読みが時間がたつにつれてどのように変化するか調べてみた。

ガラス瓶(132.5g)に100gの湯を入れ、温度計を挿入してから10秒ごとに値を読み取った。

ちなみに気温は11.0℃、水道水温は9.0℃だった。ちょっと寒い。

結果はFig.1の通り。水温は1分当たり3度くらい下がる。一方で温度計が水温になじむまでには3～40秒かかっている。

Fig.1

時系列の途中を取り出して線形近似し、外挿によって元の水温を推定してみると約77.1℃になった(Fig.2)。この値は温度計の最大の読み取り値と比較すると2℃ほど高い。

Fig.2

というわけで、温度計が水温に追随するのに時間がかかり、その間に起こる温度変化が無視できないことが、これまでの実験の誤差の主要な原因の一つらしい、ということが分かった。

誤差を減らすには上でやったように複数回計って外挿してやればよいわけだけど、昔理科の実験でそんなめんどくさい事をやった記憶はないなあ。もっと手っ取り早い方法はないのかな。（対象の数だけ温度計を複数用意して予熱しておくとか…？）

追記：生データはこちら(Table 1)。

Table 1