2016-01-19

部屋の温度と熱伝導

プログラミング実験

夜眠る時、尋常じゃ無いレベルで寒いので室温の推移をシミュレーションで求めた.

原因

寒い原因としては次の二つが上げられる。

暖房が切れる

そもそも寮は夜12時にエアコンが切れるためそれ以降は暖房なしで過ごすこととなる。
暖房を目一杯かけておかないとそれ以降寒すぎて過ごせない。

ベッドの位置がヤバい

図は部屋の配置図である。
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外に接する面に平行にベッドが設置されている。そりゃあ寒いよ。

シミュレーション

暖房が切れて以降7時間の温度の推移をシミュレーションする。
熱伝導方程式(熱伝導 - Wikipedia)を差分法(陽解法)を用いて解を求める。
以下のことを仮定した。

熱の出入りは外と接する壁からのみ行われる
部屋の幅(廊下と外の間の距離)は3mである
外の温度は0℃,初期の室温(12時)は20℃

結果

図は窓から0.4[m](ベッドで寝ている付近)と2.6[m](廊下側から0.4[m])の位置の温度の時間推移のグラフと,時間経過ごとの部屋の温度の分布のグラフである。
f:id:takapiko0819:20160119233120p:plain

部屋の中央より奥は時間経過よっても温度が余り変化していない。
一方で寝ているベッドの付近は常軌を逸したレベルで温度が低下している。風低を引くレベル。

表は部屋の位置と7時間の温度の表である。

窓からの距離[m]	朝7時の温度[℃]
0.4	8.61
2.6	19.5

2.6mの位置では19.5℃とかになっているが実際はこんなに室内に寒暖差は無いので、廊下からも寒さが流入しているのだろう。
実際は部屋のどの位置も寒い。四面楚歌だ。

結論

ベッドの位置をちょっと動かしたらいい気がする。(窓際で寝ない方がいい)
暖かい環境で寝たい。湯たんぽ的なものを買いたい。
廊下からの寒さの流入を考慮したシミュレーションもいずれやりたい。

2016-01-05

ポップコーンと正規分布と私

実験料理

ポップコーンの弾ける間隔が正規分布となるらしいので実際に実験してみた。

先行研究

extract.blog.shinobi.jp
sci.tea-nifty.com

使用器具

調理は電子レンジを用いて行った。

ポップコーン

クローバーポップコーン原料豆業務用 1kg

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調理器具

曙産業チンしてポップコーン計量スプーン付 RE-166

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電子レンジ
National NE-N250(500W,ぼろいので500Wも出力できていない)

塩
塩。かけるとおいしい

実験方法

調理器具の指示に従いコーンの計量を行い,8分間の調理を開始する
はじけた音をタカピコが頑張って聞き取り,弾けた時間をカウントする
ポップコーンができる
ポップコーンをたべる
おいしい✌('ω'✌ )三✌('ω')✌三( ✌'ω')✌

実験結果

8分加熱したら容器が焦げた、ポップコーンも一部焦げた。
以下の画像は弾けたポップコーンの個数の度数分布と累積度数分布である。
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以下の表は弾けたポップコーンの個数の度数分布表である。

時間[sec]	個数
0~30	0
30~60	1
60~90	3
90~120	6
120~150	11
150~180	14
180~210	20
210~240	22
240~270	22
270~300	20
300~330	8
330~360	7
360~390	1
390~420	1
420~450	0
450~480	0

若干変な感じではあるが、正規分布感あるよな。

平均:226[sec]
標準偏差:67.7[sec]

正規分布の場合、平均 $+2\sigma$ の値で全体の95％程度が含まれるので、大体5分30秒程度加熱すればほとんどのポップコーンが弾ける。
それ以上の時間の加熱はポップコーンが焦げるだけで無駄だと言える。
調理器具のメーカーは4〜4.5分で出来上がると書いてあるので、うちの電子レンジがボロくなっている事がよく分かる(明らかに500Wも出力されていない)。

測定データ

popcorn.csv - Google ドライブ

結論

ポップコーンが弾ける間隔は正規分布っぽかった。
ポップコーンは安くてうまいので神だが、塩だけだと飽きるので他の調味料も買ったほうがいい気がする。
今回使用した容器だと長時間加熱すると焦げるので注意が必要。
電子レンジがボロくなっているので買い替えた方が良いということがわかった。
袋から出したポップコーンはペットボトルに入れると色々と捗る。