Закончился он азартной метрологической игрой со студентами, ставка в которой была пятёрка по зачёту, но всё по порядку.
На майские праздники я взял за отпуск свой счёт, но эксперимент не закончился. Брусок был оставлен томиться во влажной камере. Отопительный сезон закончился, потом снова начался, но что творилось с климатом в кабинете я достоверно не знаю.
Наблюдения были прерваны вот на этой стадии:
Подробности эксперимента:
Древесина в очень влажном воздухе две с лишним недели спустя
По возвращению из отпуска, двенадцатого мая, на первой же подходящей паре я вскрыл "капсулу влажности " и взвесил брусок.
Исходя из тех данных, что есть в интернете о равновесной влажности древесины, я ожидал, что масса бруска окажется порядка ста грамм. Реальность превзошла мои ожидания - взвешивание показало (102,48±0,02) г
Небольшое замечание
Для начального уравновешивания чашек весов среди прочего я использовал кусочек бумажки. Перед отпуском сложил уравновешивающие предметы отдельно, чтобы не возиться с подбором. Так вот, кусочек бумажки уже не годился - отопление выключили и он набрал массу! Пришлось его немножко обрезать.
Ну что? Насытился?!
Соответствующий ГОСТ предписывает процесс сушки считать завершённым, когда разность массы между двумя последними взвешиваниями будет не больше 0, 01 г, то есть неуловима на фоне погрешности взвешивания.
По этой причине я не стал долго держать брусок на воздухе, а убрал его во влажную камеру до завтра - завтра была метрология у параллельной группы.
Взвешивание на следующий день показало вот такой результат:
Вывод. За три недели древесина достигла равновесной влажности.
Конечно, было бы интересно отследить этот процесс в динамике, а сами измерения провести не на коленке инструментами из прошлого века, но что есть - то есть.
Оценка достигнутой равновесной влажности
Если предположить, что начальная влажность образца была 7%, то конечная влажность составила 24,7%.
Таблицы равновесной влажности древесины, найденные мной в интернете говорят, что при комнатной температуре и относительной влажности воздуха 95% равновесна влажность древесины составит 23,8%, а при 100% относительной влажности - 28,4%.
Многие таблицы не приводят значение равновесной влажности древесины при 100% относительной влажности воздуха. Дело в том, что при 100% относительной влажности воздуха на поверхности легко может сконденсироваться влага и процесс насыщения превратится в простое "замачивание", то есть вместо влагопоглощения будет водопоглощение.
А была ли во "влажной камере" стопроцентная влажность?
Я могу однозначно сказать, что нет. Во-первых, пластиковое ведро было с дефектом и камера сообщалась через трещину с атмосферой. Во-вторых, дермантиновая крышка тоже обладала какой-то паропроницаемостью, а в-третьих, я ни разу не видел следов выпадения конденсата ни на образце, ни на стенках камеры.
С другой стороны, если предположить, что влажность образца в начале эксперимента была не 7%, а побольше, то и конечная влажность будет стремиться к тем самым 28%. Я исходил из того, что образец лежал на горячей батарее, и его влажность была ниже нормализованной влажности.
Вывод. Полученный результат достаточно хорошо согласуется с данными других опытов.
А так, результат впечатляет - брусок массой около ста граммов вобрал в себя из воздуха пятнадцать грамм воды! Да, это можно было теоретически предсказать, но вот когда ты в этом убедился экспериментально - впечатление ярче и сильнее.
Повторная варварская сушка
В понедельник в колледже не топили, в кабинетах стоял дубак, пары были по часу, если честно, я бы и дальше потерпел отсутствие отопления. Но во вторник отопление включили.
Эксперимент был закончен и я положил образец на тёплую батарею.
Спустя два дня, в четверг 15-го мая у студентов был зачёт. Образец я сам не осматривал и не прикасался. Мне пришла в голову идея!
Метрологическая азартная игра
Идея игры простая - кто лучше всех угадает массу образца, лежащего на батарее.
Я кратко напомнил студентам ход эксперимента - максимальную массу бруска и минимальную в начале. Но, сам при этом допустил небольшую ошибку - я чисто машинально взял образец в руки! Чтобы было всё по-честному, пришлось пустить образец по рядам, чтобы каждый мог его подержать.
Есть такой термин "субитация" - в широком смысле - это способность определять количество чего-нибудь на глаз по ощущениям. В отношении массы, я так думаю, она была хорошо развита у советских продавцов.
После осмотра образца студенты на листочках написали предполагаемую массу и сдали их мне.
Собрав листочки, я тоже написал свой вариант мелом на доске.
Внимание, правильный ответ!
Весы показали 91,9 грамма.
Приз в студию!
Скажу так, насыщение древесины влагой и её сушка - процесс нелинейный. В лучшем случае описывается не очень сложным дифференциальным уравнением. Конечно чистоту эксперимента нарушило то, что перед тем как "сделать ставку" я подержал образец в руках. Всё же какая-то насмотренность у меня сформировалась.
Так что победил я, пустячок, а приятно!
Самый близкий угаданный результат среди студентов отличался от измеренного на 1,1 грамма, к сожалению, уже не помню в большую или меньшую сторону. Я был вне конкурса, так что победителю был вручён приз в виде пятёрки автоматом, ну а остальные приступили к сдаче зачёта.
К сожалению, победитель не смог представить какие-то рассуждения - просто угадал. Ну что ж - бывает. Я тоже как-то на одном мероприятии попробовал сыграть в городки и с первого броска вынес полностью всё с площадки! Народ подумал, что профессионал пришёл - нет, это дилетанту повезло.
Я пошутил, что вот если бы батареи топили хорошо, как в апреле, когда на улице было +20, то я бы ещё лучше угадал. Отопление работало, но так себе - "без энтузиазма".
Последствия варварской сушки
За двое суток на батарее брусок потерял 10,58 грамм воды. Так древесину сушить нельзя! Понятно, что через торцы потеря влаги происходит быстрее, а внутренние слои просыхают медленнее. Торцевые трещины стали больше.
Эта фотография сделана сегодня - влажность внутри образца, судя по всему, выровнялась и они стали поменьше, но всё равно стали больше, чем были до эксперимента.
Вот такой получился эксперимент. Развернув таблицу равновесной влажности древесины - вспомните, что за этими числами стоит большая экспериментальная работа.
Надо придумать какие измерения на коленке провести в следующем учебном году. Предлагайте!