Pŵer Mins Peis

Rydyn ni i gyd yn gadael mins peis ar y pentan i Siôn Corn ar Noswyl Nadolig.

Gyda bron i 400 miliwn o blant i ymweld â nhw, mae hynny'n llawer o ddanteithion melys!

Nid yw Siôn Corn, hyd yn oed, yn gallu bwyta cymaint o deisennau melys.

Felly, beth sy'n digwydd i'r holl rai sy'n weddill?

Efallai nad ydych chi'n gwybod hyn, ond tra bo car yn defnyddio petrol, disel, neu drydan ar gyfer tanwydd, mae sled Siôn Corn yn defnyddio mins peis.

Yn y gweithgaredd hwn, byddwn yn cyfrifo faint o fins peis fyddai eu hangen i hedfan Siôn Corn ar draws y byd.

Sled Siôn Corn yn cael ei bweru gan fins peis a'i lywio gan geirw hudol

Faint o egni sydd mewn mins pei?

Ceir amrywiaeth mawr o wahanol mins peis a phob un yn cynnwys gwahanol gynhwysion a / neu galorïau.

Mae calorïau yn ddull o fesur faint o egni y gall ein corff ei gael o fwyd a diod.

Ar gyfer y gweithgaredd hwn, byddwn yn defnyddio nifer y calorïau a geir mewn mins pei a brynwyd ar hap o siop - 226kCal (cilocalorïau).

Mae angen i ni drosi'r mesuriad hwn i Joules - uned wahanol o egni sy'n cyd-fynd â'r rhan fwyaf o systemau y tu allan i'r corff dynol.

Gan ddefnyddio: 1kCal = 4.184kJ (cilojoules), allwch chi weithio allan faint o cilojoules o egni sydd mewn mins pei?

Os yw mins pei yn cynnwys 226kCal a bod pob kCal yn gyfwerth â 4.187kJ, gallwn ddefnyddio'r isod i gyfrifo nifer y cilojoules mewn un mins pei.

226 × 4.187

226 × 4.187 = 945.962kJ

Faint o egni i hedfan am awr?

Credwn fod Sled Siôn Corn, oherwydd ei hud Nadoligaidd, yn gallu teithio ar gyflymder uwchsonig (yn gynt na chyflymder sain). Felly, byddai hyn yn gofyn am yr un faint o danwydd ag sydd ei angen ar awyren jet uwchsonig.

Mae'r egni sydd gan un cilogram o danwydd jet yn gyfwerth â 44.65MJ (44,650kJ).

Defnyddiodd Concorde - awyren uwchsonig i deithwyr, 25,699kg o danwydd i deithio 2179km mewn un awr!

Gan ddefnyddio'r wybodaeth uchod, allwch chi gyfrifo faint o egni yr oedd y Concorde yn ei ddefnyddio yn ystod awr o hedfan?

Yn y sefyllfa hon, rydym yn gwybod pa sawl cilogram o danwydd a losgwyd mewn awr o hedfan (25,699) a bod pob kg o danwydd yn cynnwys 44.65MJ o ynni.

Trwy luosi'r ddau ffigur hyn byddwn yn cael cyfanswm yr ynni a ddefnyddir yn ystod awr o hedfan.

25,699 × 44.65

25,699 × 44.65 = 1,147,970.35MJ

Pa mor hir i deithio'r byd?

Ar gyfer hyn, rhaid i ni eto ragdybio neu wneud cymhariaeth. Yn yr achos hwn rydyn ni'n mynd i ddyfalu y byddai Siôn Corn yn teithio ar hyd yr un llwybr â'r Orsaf Ofod Ryngwladol.

Byddai hyn yn golygu taith o 43,000km.

Cofiwch, mae Concorde yn teithio ar gyflymder o 2179km yr awr.

Felly, pa mor hir fyddai'n ei gymryd i Concorde (ac felly Siôn Corn) deithio'r pellter hwn?

I gyfrifo hyn, mae angen i ni rannu'r pellter a deithiwyd â'r cyflymder.

43,000km ÷ 2179kmph

43,000 ÷ 2179 = 19.734 awr

Sled Siôn Corn yn teithio o amgylch y Ddaear

Y cyfrifiadau terfynol

Nawr, mae gennym yr holl wybodaeth sydd ei hangen arnom i gyfrifo faint o fins peis y byddai ei angen ar sled Siôn Corn.

Rydym bellach yn gwybod pa mor hir mae'n ei gymryd i deithio o amgylch y byd mewn awyren Concorde a faint o ynni sy'n cael ei ddefnyddio fesul awr. Mae hyn yn golygu y gallwn weithio allan faint o egni sydd ei angen i gyd.

Rydym eisoes wedi cyfrifo'r amser teithio fel 19.734 awr, a bod un awr o deithio yn defnyddio 1,147,970.35MJ o ynni.

Bydd lluosi'r ddau ffigur hyn gyda'i gilydd yn rhoi'r cyfanswm egni sydd ei angen i deithio o amgylch y Ddaear.

19.734 × 1,147,970.35 = 22,654,046.887MJ

Rydym hefyd yn gwybod faint o egni sydd gan un mins pei mewn kilojoules. Sy'n golygu y gallwn nawr gyfrifo sawl mins pei fyddai ei angen yn danwydd i'r sled ar gyfer y daith hon.

Rydym eisoes wedi cyfrifo faint o egni sydd mewn mins pei sef 945.962kJ.

Y broblem sydd gennym yw bod y ddau ffigur sydd gennym mewn mesuriadau gwahanol (kJ a MJ).

Mae angen i ni drosi'r 945.962kJ i MJ. Mae 1000kJ mewn MJ.

Felly, 945.962kJ ÷ 1000 = 0.946MJ

Nawr gallwn rannu'r cyfanswm egni sydd ei angen gan hyn i gael cyfanswm nifer y mins peis sydd eu hangen.

22,654,046.887MJ ÷ 0.946MJ = 23,947,195.441 mins pei

Mae hyn yn golygu y byddai angen bron i 24 miliwn mins pei i fwydo sled Siôn Corn â thanwydd ar gyfer ei thaith o amgylch y byd.

Estyniadau

Llongyfarchiadau ar gwblhau'r cyfrifiadau!

I'r rhai ohonoch a fwynhaodd y gweithgaredd hwn, dyma rai syniadau ychwanegol i'w hystyried:

Os oes gennych ambell fins pei yn eich cwpwrdd - edrychwch ar yr wybodaeth ynglŷn â maeth i ddod o hyd i'r gwerth kCal a gweithiwch allan faint o'r mins peis hynny fyddai ei angen.

A oes unrhyw fwydydd Nadolig a fyddai'n gweithio'n well fel tanwydd i sled Siôn Corn?

Pe gallwn harneisio'r egni mewn mins pei, pa mor hir y gallem ni bweru bwlb golau neu ddyfeisiau trydanol eraill?

Cymraeg

The Power of Mince Pies

We all leave mince pies out on the fireplace for Santa on Christmas Eve.

With nearly 400 million children to visit, that is a lot of sweet treats!

Not even Santa can eat that many tasty bakes.

So, what happens to all the leftovers?

What you may not know, is that where a car uses petrol, diesel, or electricity for fuel; Santa's sleigh uses mince pies.

In this activity, we shall calculate how many mince pies would be needed to fly Father Christmas around the world.

Santa's Mince Pie powered sleigh guided by magic reindeer

How much energy is in a mince pie?

There is a large range of different mince pies available, each containing different ingredients and/or calories.

Calories are a measure of how much energy our body can get from food and drink.

For this activity, we shall use the number of calories in a randomly selected store-bought mince pie - 226kCal (kiloCalories).

We need to convert this measurement to Joules - a different unit of energy which matches with most systems outside the human body.

Using: 1kCal = 4.184kJ (kiloJoules), can you work out how many kiloJoules of energy a mince pie holds?

If a mince pie contains 226kCal and each kCal is equal to 4.187kJ we can use the below to calculate the number of kiloJoules in a single mince pie.

226 × 4.187

226 × 4.187 = 945.962kJ

How much energy to fly for an hour?

We believe that Santa's Sleigh, due to it's festive magic, is capable of travelling at supersonic speeds (faster than the speed of sound). So, the amount of fuel needed would be the same as a supersonic jet plane.

A kilogram of jet fuel has energy equal to 44.65MJ (44,650kJ).

The Concorde - a supersonic passenger plane, used 25,699kg of fuel to travel 2179km in one hour!

Using the above information, can you calculate how much energy the Concorde was using during one hour of flight?

For this we know how many kilograms of fuel was burned in an hour of flight (25,699) and that each kg of fuel contains 44.65MJ of energy.

By multiplying these two figures we will get the total amount of energy used during an hour of flight.

25,699 × 44.65

25,699 × 44.65 = 1,147,970.35MJ

How long to travel the world?

For this, we again need to make an assumption or comparison. In this case we're going to guess that Santa would travel the same route as the ISS (International Space Station).

This would mean a journey of 43,000km.

Remember, a Concorde travels at a speed of 2179km per hour.

So, how long would it take for a Concorde (and therefore Santa) to complete this distance?

To calculate this, we need to divide the distance travelled by the speed.

43,000km ÷ 2179kmph

43,000 ÷ 2179 = 19.734 hours

The final calculations

We now have all the information we need to calcualte how many mince pies Santa's sleigh would need.

We now know how long it takes to travel around the world in a concorde and how much energy is used per hour. This allows us to work out how much energy in total is required.

We have already calculated the time of travel as 19.734 hours, and that one hour of travel uses 1,147,970.35MJ of energy.

Multiplying these two figures together will give us the total energy required to orbit the Earth.

19.734 × 1,147,970.35 = 22,654,046.887MJ

We also know how much energy a mince pie has in kiloJoules. Which means we can now calculate how many mince pies would be needed to fuel the sleigh for this journey.

We have already calculated the amount of energy in a mince pie as 945.962kJ.

The problem we have is that the two figures we have are in different measurements (kJ and MJ).

We need to convert the 945.962kJ into MJ. There are 1000kj in a MJ.

Therefore, 945.962kJ ÷ 1000 = 0.946MJ

Now we can divide the total energy required by this to get total number of mince pies needed.

22,654,046.887MJ ÷ 0.946MJ = 23,947,195.441 mince pies

This means that Santa's sleigh would need nearly 24 million mince pies to fuel its travel around the globe.

Extensions

Congratualtions on completing the calculations!

For those of you who enjoyed this activity, here are some additional ideas to investigate.

If you have some mince pies in your cupboard - look at the nutritional information to find the kCal value and work out how many of those mince pies would be needed.

Are there any Christmas foodstuffs which would do a better job of fuelling Santa's sleigh?

If we could harnass the energy in a mince pie, how long could we power a light bulb or other electrical devices?