Forsøk. 1.1 Usikkerhet og feilkilder i måling av reaksjonstid

Transkript

1 236 Vi minner om at alle kapitlene har egne startaktiviteter som kommer i tillegg disse forsøkene. 1.1 Usikkerhet og feilkilder i måling av reaksjonstid Linjal (minimum 0,5 m) Lommeregner I dette forsøket skal du måle reaksjonstiden din og diskutere måleusikkerhet og vurdere mulige feilkilder. Dere må jobbe i par. Den ene skal slippe en linjal, den andre skal fange den (se figuren). Jo kortere linjalen rekker å falle, desto kortere er reaksjonstiden. Vi kan beregne reaksjonstiden slik: t = 0,452 s, der s er strekningen linjalen falt før den ble fanget, regnet i meter S Hold linjalen som vist på figuren. Slipp linjalen og les av hvor langt den falt før den ble fanget. Tips: Det er viktig at den som skal fange linjalen, ikke flytter hånda i høyderetningen. Det kan være lurt å legge armen ned på et bord for å hindre dette. Gjør noen forsøk for å øve før dere begynner å registrere resultatene. Gjør deretter forsøket flere ganger, og noter strekningen (s) i en tabell. 2 Regn ut reaksjonstiden for hver måling ved hjelp av formelen ovenfor. Noter verdiene i tabellen din. Regn til slutt ut gjennom snittet av målingene. 3 Finn den største verdien for reaksjonstiden (t maks ) og den minste verdien for reaksjonstiden (t min ) i tabellen. Beregn usikkerheten, Δt, i målingene: Δt = t maks t min 2 4 Angi reaksjonstiden din med usikkerhet. Pass på at du ikke tar med for mange desimaler i svaret. Hvorfor det? Hvilke feilkilder tror du er av størst betydning i dette forsøket?

2 Hvilken variabel påvirker svingetiden til en pendel? Lodd Snor Stativ Stoppeklokke Gradskive Vekt 20 maks Hvis du henger et lodd i enden av en snor og lar det svinge fram og tilbake, har du en planpendel. Pendelkula snur på toppen i hver ende av bevegelsen, og når den er rett under hånda di, har den størst fart. 1 Lag en pendel av en snor på ca. 90 cm med et lite, tungt lodd i enden. Fest pendelen i et stativ. 2 Trekk loddet ut til siden og slipp det. For å få gode resultater bør du slippe pendelen fra lav høyde, helst ikke mer enn ca. 20 grader opp fra bunnen. 3 Ta tiden for en hel svingning. Tips 1: Det blir mest nøyaktig hvis du starter klokka i bunnen av bevegelsen (ved størst fart) og stanser den igjen når pendelkula er tilbake i bunnen andre gang (altså etter å ha vært på toppen på begge sider). Tips 2: Det blir enda mer nøyaktig hvis du lar pendelen svinge 10 hele svingninger og så tar tiden og deler på 10 for å finne svingetiden for én svingning. 4 Nå skal du lage en hypotese for hva du tror vil påvirke svingetiden til pendelen. Identifiser (finn) variabler. Du kan for eksempel bytte ut med et annet lodd eller forandre lengden av pendelen. Lengden av pendelen er avstanden fra festepunktet øverst og til midt i loddet. 5 Gjør eksperimenter og test hypotesen din. Pass på at du varierer bare én ting om gangen. 6 Hvilken variabel påvirker svingetiden? Farget papp i tre-fire farger Saks Lim Tusj 2.1 Molekylmodeller av næringsstoffene Her skal du lage forenklede molekylmodeller i papp av ulike næringsstoffer og demonstrere oppbygningen for deg selv og for de andre i klassen. Modellene skal også kunne brukes når du forklarer hva som skjer med næringsstoffene i fordøyelsen (kapittel 3).

3 238 Karbohydrater 1 Klipp ut modeller av glukose (monosakkarid), som antydet på figuren nedenfor. 2 Lag én molekylmodell hver (minst 15 per klasse). Pass på at alle molekylene får samme farge og blir like store (ca cm i diameter), og at de kan hektes sammen. 3 Bruk modellene til å vise hvordan monosakkarider, disakkarider og polysakkarider er bygd opp. Glukose H H N O H R Aminosyre OOH Lag varierende form og farge på denne biten OH OH O OH O OH OH Glyserol Fettsyrer Proteiner 4 Klipp ut modeller av aminosyrer som vist på figuren. Den delen av aminosyremolekylene som er forskjellig fra aminosyre til aminosyre, lager du ved å lime på kartongbiter med forskjellig størrelse, farge eller form. Lag én aminosyre modell hver (minst 15 per klasse). Klassen skal ikke lage mer enn 20 forskjellige, og det er greit at noen er helt like. (Kan du forklare hvorfor?) 5 Hekt sammen aminosyrene til proteiner, og vis hvordan et protein er bygd opp. Kan du lage forskjellige proteiner med disse aminosyrene?

4 239 Fett 6 Lag modeller av et glyserolmolekyl og av fettsyrer i hver sine farger (se figuren). To og to elever kan lage ett glyserolmolekyl og tre fettsyrer hver. Lag noen mettede og noen umettede fettsyrer (mettede lages rette, de umettede med en knekk der det er dobbeltbinding). 7 Demonstrer hvordan fett er bygd opp, både mettet og umettet fett. I denne aktiviteten er det du som har hjulpet til med å koble sammen byggesteinene for å få de ulike nærings stoffene. Hva kalles det som har en til svarende oppgave i cellene? 2.2 Karbohydrattest vi påviser og skiller mellom noen forskjellige karbohydrater Glukose Fruktose Sukrose Stivelse Fehlings væske, A og B Fire reagensglass Reagensglasstativ Vannbad (kjele eller stort begerglass med varmt vann) Kokeplate (eller trefot, trådnett og gassbrenner) Et utvalg næringsmidler (f.eks. hvetemel, skummet melk, kjeks, frukt, kjøtt eller fisk, eggehvite, brus) Begerglass og skje Her skal du først finne ut hvilke karbohydrater som reagerer med Fehlings væske, og hvilke som ikke gjør det. Deretter kan du teste ulike næringsmidler. En farge forandring fra blått (kobber(ii)ioner, u 2+ -ioner) til gulrødt bunnfall (av kobber(i)oksid, u 2 O) viser at det er et sukker som reagerer med Fehlings væske (testen er positiv). Vær oppmerksom på at hvis det blir for mye Fehlings væske i forhold til sukker, kan den blå fargen dekke over den gulrøde. Forprøve med Fehlings væske Du skal undersøke hvordan Fehlings væske reagerer med glukose, fruktose, sukrose og stivelse. Læreren har på forhånd laget i stand Fehlings væske ved å blande Fehling A og Fehling B i forholdet 1 : 1. 1 Ha en halv teskje glukose, fruktose, sukrose og stivelse i hvert sitt reagensglass. Hell litt vann (2 3 ml) i de fire reagensglassene og rist dem. 2 Hell litt Fehlings væske (2 3 ml) i hvert av de fire reagensglassene. Fehlings væske er en sterkt basisk løsning, så husk å bruke vernebriller. Hvordan ser Fehlings væske ut?

5 240 3 Plasser reagensglassene i et vannbad med temperatur på om lag 90. Undersøk reagensglassene etter fem minutter. Hvilke karbohydrater har reagert med Fehlings væske, og hvilke har ikke reagert? Karbohydrater i matvarer 4 Faste matvarer knuses eller knas med ca. 20 ml vann i et begerglass. Alle matvarer i flytende form kan testes som de er. Hell 2 3 ml av løsningen over i et reagensglass og utfør en test med Fehlings væske. (Undersøkelsen kan utvides ved også å teste matvarene for stivelse, se forsøk 2.3.) 5 Lag en tabell over resultatene. Hva har du funnet ut? 2.3 Påvisning av stivelse i matvarer Stivelsesløsning (1 %) Sukkerløsning (sukrose i vann) Jodløsning Reagensglass Dråpeteller Skål med matvareprøver: stivelse (potetmel), brød, potet, eple, kokt eggehvite, kokt eggeplomme, hvetemel, glukose, banan, pølsebit, fett Her skal du først undersøke hvordan stivelse reagerer med en jodløsning, og så skal du bruke resultatet til å påvise om det finnes stivelse i et utvalg matvarer. Jodløsning er en gulbrun væske. Farge forandring til blåsvart brukes som positiv test på at det er stivelse til stede. Forprøve. Reaksjon med jodløsning 1 Ha 3 4 ml stivelsesløsning i et reagensglass. Drypp noen dråper jodløsning oppi. Hva skjer? 2 Drypp noen dråper jodløsning i et reagensglass med sukroseløsning. Hva ser du nå? Hvordan kan vi påvise stivelse? Hvilke matvarer inneholder stivelse? 3 Legg en liten bit eller en liten teskje av hver av de ulike matvarene i en stor skål. Drypp først litt jodløsning på stivelsen. Hva ser du? Det du nå observerer, viser at det er stivelse til stede. 4 Drypp deretter et par dråper jodløsning på de andre mat varene. Hvilke matvarer inneholder stivelse? 5 Sett resultatene dine inn i en tabell.

6 Påvisning av protein (biurettest) 0,5 mol/l kobbersulfat (uso 4 ) 2 mol/l natriumhydroksid (NaOH) Eggehvite fra et egg ristet sammen med 100 ml vann Reagensglass Dråpeteller Begerglass Skje Matvareprøver (f.eks. gulost, brunost, hvetemel, fisk, pølse, kjøtt, druer, melk, brus, brød) Her skal du lære hvordan du kan påvise proteiner i laboratoriet. Proteintesten kan du bruke til å påvise proteiner i et utvalg næringsmidler/matvarer. Fargeforandring til lilla med kobbersulfat (som er blå) i basisk løsning kalles biuretreaksjonen, og den brukes som positiv test på at det er protein til stede. Forprøve. Biurettest Eggehvite inneholder mye protein. 1 Hell 1 ml eggehviteløsning i ett reagensglass og 1 ml vann i et annet. Tilsett 1 ml NaOH-løsning i hvert av glassene og bland forsiktig. Husk vernebriller! 2 Tilsett 3 4 dråper uso 4 -løsning i hvert av glassene. Bland forsiktig og sammenlikn glassene. Hva ser du i reagens glasset med protein? Hvilke matvarer inneholder protein? 3 Mos faste matvareprøver sammen med ca. 20 ml vann i et begerglass. Alle matvarer som er flytende, kan testes uten videre. Hell 1 2 ml av løsningen over i et reagensglass. Det gjør ikke noe om det kommer noe grums med. 4 Test matprøven med proteintesten (biurettesten). Hvis prøven er lite vannløselig, må du kontrollere nøye om noe av grumset har fått den karakteristiske fargen. 5 Hvilke av matvarene du testet inneholder proteiner? Sett resultatene dine inn i en tabell.

7 Bestemmelse av fettinnholdet i potetgull Potetgull Aceton Morter med pistill Porselensskål (diameter ca. 10 cm) Trakt Foldefilter To erlenmeyerkolber, 150 ml Målesylinder, 50 ml Kokeplate i avtrekk Parafilm eller kork til kolben Vekt Digeltang og/eller gryteklut I dette forsøket skal du trekke ut fettet fra potetgull, og måle fettprosenten, ved å løse det opp i et organisk løsemiddel, aceton. Aceton er brannfarlig, som mange andre organiske løsemidler. Metoden med å trekke ut fettet ved å løse det i et egnet løsemiddel, kalles ekstraksjon. 1 Finknus en neve potetgull i en morter. Vei opp omtrent 5 g av det finknuste potetgullet og noter den nøyaktige massen. 2 Tøm potetgullet over i en erlenmeyerkolbe (pass på at alt potetgullet kommer over i kolben). 3 Mål opp 30 ml aceton i målesylinderen og hell det oppi kolben med potetgull. Dekk åpningen med en passende propp eller parafilm. 4 Rist kolben forsiktig et par minutter, slik at det ikke kommer aceton på korken eller parafilmen. Fettet skal nå løse seg i acetonet. 5 Sett en trakt med et foldefilter i en ren erlenmeyerkolbe, og hell væsken fra kolben med potetgullet i trakten. Hell forsiktig, slik at så mye potetgull som mulig blir igjen i kolben og ikke kommer over i filteret. 6 Hell 30 ml aceton på nytt i kolben med potetgullet og rist et par minutter, slik det er beskrevet i punkt 4. Resten av fettet vil nå løse seg i acetonet. 7 Hell væsken fra kolben og over i filteret på samme måte som i punkt 5. 8 Vei en tom porselensskål og noter vekten. 9 Hell all acetonløsningen over i porselensskåla. 10 Nå kan acetonet dampes inn, og fettet skal bli liggende igjen i porselensskåla. Inndampingen må foregå på en kokeplate i avtrekk. Inndampingen skal foregå til det ikke lenger bobler i skåla. Det tar 5 10 minutter. Alternativt kan du la skålene stå og dampe i avtrekk til neste gang du har naturfag.

8 Vei porselensskåla (begerglasset) med fett i. Noter vekten. Nå kan vi finne massen til fettet vi fikk løst opp fra det innveide potetgullet, og regne ut fettprosenten: massentil fettet massentil potetgullet 100 % 12 Studer næringsinnholdet som produsenten oppgir på potetgullposen. Regn ut fettprosenten der og sammenlikn med den du har funnet i ditt eksperiment. Hvilke feilkilder er det i denne måten å finne fettinnholdet på? 3.1 Enzymvirkning i magesekken kunstig magesaft 10 % saltsyre (Hl) Pepsin Kokt eggehvite eller kjøtt Tre reagensglass og reagensglasstativ Eventuelt et varmeskap I magesekken eltes maten og blandes med magesaft. Magesafta inneholder enzymet pepsin og saltsyreløsning. Her skal du undersøke hvordan magesaft virker på proteiner i maten. 1 Lag tre løsninger (A, B og ) i hvert sitt begerglass (hvis ikke læreren har gjort det på forhånd). Løsning A: 2 ml 10 % Hl, 0,5 g pepsin og 100 ml vann Løsning B: 2 ml 10 % Hl og 100 ml vann Løsning : 0,5 g pepsin og 100 ml vann 2 Legg en bit av kokt eggehvite eller en liten kjøttbit, omtrent så stor som en ert, i hvert av tre reagensglass merket A, B og. 3 Hell litt av løsning A i glass A, litt av løsning B i glass B og litt av løsning i glass. 4 Dytt en bomullsdott i toppen på glassene og plasser dem i et varmeskap (37 ) eller på et lunt sted i 1 2 døgn (det tar lengre tid hvis glassene står i romtemperatur). Det kan være lurt å riste forsiktig på reagensglassene av og til. 5 Hvordan har det gått med eggehviten (kjøttet) i glassene? Beskriv og forklar resultatene.

9 elleånding hos gjærceller Brødgjær Sukker (sukrose) Mikroskop Vanlig laboratorieutstyr Kalkvann Vi kan undersøke celleånding og hva som påvirker den ved å bruke vanlig brødgjær. Vi blander gjærsoppen med vann og ulike mengder sukker (næringsstoff). ellene begynner celle ånding og deler seg flittig ved knoppskyting, som er en form for ukjønnet formering. 1 Her kan du selv planlegge eksperimenter som gir svar på hvordan ulike faktorer (parametere) virker på celleåndingen. Du kan for eksempel undersøke mengden av næringsstoff, temperaturen eller andre faktorer. Lag først dine egne hypoteser som du tester ved å planlegge og gjennomføre eksperimenter. Du må huske å ha kontroll på variablene dine, og ikke variere mer enn én ting om gangen. 2 Har klassen tilgang til mikroskop, kan dere se på en dråpe gjærløsning. Tegn en gjærcelle og tegn celler som deler seg. 3 Hvilken gass blir dannet ved celleåndingen (gjæringen)? Hvordan kan du samle opp og påvise denne gassen? 4 Hvilket annet stoff blir dannet her (i alle fall hvis reaksjonen foregår uten oksygen til stede)? Store peanøtter Stort reagensglass Stativ med klemme (ikke helt nødvendig) Digeltang eller trefot med trådnett (helst uten varmefast belegg) 25 ml måle sylinder Termometer Nøyaktig vekt Fyrstikker (ev. også gassbrenner) 4.1 Energi i peanøtter Peanøtter inneholder mye proteiner og fett. Du skal nå forsøke å måle hvor mye energi peanøttene avgir når de brenner. Da frigjøres kjemisk energi i peanøttene til varmeenergi. Du skal bruke energien som én peanøtt frigjør, til å varme opp vann, og ved å måle temperaturøkningen i vannet kan du beregne energiinnholdet i peanøtter. Den energimengden som går med til å varme opp 1 g vann 1, ble tidligere kalt 1 cal (kalori). 1 cal er 4,2 J. Det trengs altså en energimengde på 4,2 J for å øke temperaturen i 1 g vann 1.

10 245 1 Mål opp 25,0 ml (25,0 g) vann og ha det i et stort reagensglass. Mål temperaturen i vannet. 2 Vei en stor og hel peanøtt med en nøyaktig vekt. Noter massen. 3 Legg peanøtten på trådnettet. (Har trådnettet et varmefast belegg, legger du peanøtten på et av hjørnene som er uten belegg). En annen mulig framgangsmåte er å holde peanøtten fast med en digeltang. 4 Monter reagensglasset i et stativ slik at bunnen av glasset står rett over peanøtten. Alternativt kan du holde reagensglasset med fingrene plassert øverst på glasset. Ha gjerne termometeret stående i glasset. 5 Tenn peanøtten med en fyrstikk eller gassbrenner. Pass på at peanøtten holdes under reagensglasset med vann med en gang den tar fyr. 6 Med én gang peanøtten er utbrent, måler du temperaturen i vannet på nytt. Regn ut temperaturøkningen i vannet (T slutt T start ). 7 Regn ut energimengden som er overført fra peanøtten til vannet: E = 4,2 25,0 (T slutt T start ). Tallet du får, er energien målt i J. Regn om dette til kj. 8 Regn ut energi per masseenhet. Bruk energienheten kj og masseenheten g. Nå har du funnet energiinnholdet (brennverdien) i peanøtter. Lag en tabell som viser resultatet fra alle gruppene i klassen. Sammenlikn med det som er oppgitt i varedeklarasjonen og/eller matvaretabellen. 9 Fikk alle gruppene samme energiinnhold? Hvilke feilkilder er aktuelle i dette forsøket? 10 Skriv en konklusjon. 11 Hvordan ville du gått fram hvis du skulle ha forbedret metoden for å måle energiinnholdet i peanøtter?

11 Hudkrem Flytende parafin og parafinvoks Oktadekanol Stearinsyre Trietanolamin Glyserol En eterisk olje Benzosyre To 250 ml begerglass Vannbad (ca. 70 ) Glasstav Vekt Termometer Merkelapper Dramsglass Spatel De fleste hudkremer er emulsjoner med vann i olje (vann/olje-emulsjon). Hovedbestanddelen er olje, med vann finfordelt i oljefasen. Nå kan du lage din egen hudkrem. Du kan følge oppskriften eller variere mengdene for å se hvordan det påvirker produktet. Oljefase 1 Ha 20 g flytende parafin, 2,5 g parafinvoks, 2,5 g oktadekanol og 5 g stearinsyre i et 250 ml begerglass. Vannfase 2 Ha 2,5 g trietanolamin, 5 g glyserol, en spatelspiss benzosyre og 45 ml vann i et 250 ml begerglass. 3 Varm begge glassene til 70, og hell oljefasen langsomt over i vannfasen mens du rører kraftig. Fortsett å røre til kremen (emulsjonen) har fått romtemperatur. Tilsett en eterisk olje om ønskelig (parfyme). Ha kremen i et lite glass med lokk, for eksempel et dramsglass. 4 Lag en merkelapp med opplysninger om hva kremen inneholder. Hvorfor tilsetter vi litt benzosyre? Hvor lenge tror du denne kremen vil holde seg? 5.1 Forbrenning av biomasse Bioetanol (eller rødsprit) Veke Dramsglass Binders Plastilin/modellermasse Nøyaktig vekt Glassprate Fyrstikker I dette forsøket skal du undersøke nærmere hva som egentlig skjer når biomasse brenner. 1 Skriv ned det du mener er kjennetegnene på at noe brenner, for eksempel lukt, røyk, flammer, masse før og etter, osv. Du har nå laget en hypotese for «kjennetegn ved en forbrenningsreaksjon». Biolampe 2 Lag en «biolampe»: Fyll et dramsglass ¾ fullt med bioetanol (eller rødsprit). Se figuren. Fest veken til bindersen og legg bindersen over dramsglasset slik at den lange enden av veken suger til seg bioetanol. Finn massen til biolampen med en nøyaktig vekt.

12 247 3 Fest biolampen til bordet med litt plastilin. Tenn på veken. Bruk sansene dine til å gjøre observasjoner. Hva er det som brenner (er det for eksempel veken eller bioetanolen)? 4 Blås ut flammen og tenn den igjen umiddelbart etterpå. Denne gangen skal du tenne den «ovenfra» ved å holde fyrstikken et stykke over veken og langsomt føre fyrstikken ned mot veken. Gi en forklaring på hvorfor du kan tenne en «varm» biolampe uten å komme i direkte kontakt med veken. 5 Hold en glassplate over flammen. Hva observerer du på overflaten av glassplata? Forklar. 6 Finn massen til biolampen etter at du har slukket den. Treflis Trådnett og trefot Reagensglass Kork med vinkelrør Stativ Glassplate Gassbrenner Fyrstikker Treflis 7 Finn massen til noen store stykker treflis med en nøyaktig vekt. 8 Legg treflisene på kanten av et trådnett (der det ikke er varmefast belegg) og antenn dem med en gassbrenner. Bruk sansene dine til å gjøre observasjoner. Hva skjer dersom dere holder en glassplate over treflisene mens de brenner? Forklar. 9 Finn massen til restene av treflisene. Pyrolyse 10 Legg litt treflis i et reagensrør og monter det på skrå i et stativ, slik figuren viser. 11 Varm opp treflisene med en gassbrenner. Hva observerer du? 12 Bruk en fyrstikk og antenn gassen som strømmer ut av røret. Hvor kommer gassen fra? 13 Hvordan vil du beskrive væsken som er dannet i reagensrøret? Kjennetegn ved en forbrenningsreaksjon 14 Se på alle observasjonene du har notert. Må du forandre noe på hypotesen din i punkt 1? Er det forskjell på om det er en væske eller et fast stoff som brenner?

13 Lag din egen biodiesel Kokosfett Gurkemeie Metanol med 5 % kaliumhydroksid (KOH) Stort reagensglass (3 cm x 19 cm) Stort begerglass Vannkoker Briller Dramsglass Veke (5 6 cm) Fyrstikker Binders 1 Sett et stort reagensglass halvfullt med kokosfett i begerglasset. Hell kokende vann i begerglasset, og la det stå til alt fettet har smeltet. 2 Hell metanol (med 5 % KOH) i reagensglasset til det er omtrent ¾ fullt. Ha i litt gurkemeie. Fargestoffet er løselig i metanol og ikke i fett. Hvor i glasset legger metanolen seg? 3 La dette stå (gjerne i avtrekk) en god stund. Legg merke til hva som skjer. Hvor blir det av fargen fra gurkemeien etter en stund? Her spaltes triglyseridene til fettsyrer og glyserol. Fettsyrene reagerer med metanol og danner en ny forbindelse (en biodiesel). Gurkemeien er løselig bare i metanol og glyserol, og ikke i fett og biodiesel. Hvor i reagensglasset finner du biodieselen? 4 Sug opp litt av biodieselen og ha den i et lite dramsglass. Fest den ene enden av veken i en binders og legg resten av veken ned i dieselen. Tenn på. Brenner biodieselen din? 6.1 En solfanger fanger solenergi Svart og hvit vannflaske Målesylinder Termometre En solfanger fanger solenergi og overfører den til indre energi i vann. Dette forsøket må du gjøre en dag det er sol. 1 Bruk en målesylinder til å helle like mye vann i en svart og i en hvit vannflaske. 2 Sett de to vannflaskene i sollys. 3 Mål temperaturen i de to vannflaskene med et termo meter. Hvilken flaske får den høyeste temperaturen? 4 Temperatur er et mål på indre energi. Hvor kommer den økte indre energien fra? Hvorfor får ikke flaskene samme temperatur?

14 249 Reflektor (f.eks. billykt, parabolantenne) Målesylinder To dramglass To termometre Fokuserende solfanger 5 Finn noe som kan fokusere sollyset (en «reflektor»), for eksempel en parabolsk solovn fra et læremiddel firma, en gammel billykt eller en parabolantenne. Hvis reflektoren ikke har blank overflate, kan du kle den med noe som reflekterer lyset, for eksempel aluminiumsfolie eller aluminiums teip. Vi kaller billykten eller parabol antennen en fokuserende solfanger i resten av forsøket. 6 Fyll to like beholdere med like mye vann i hver. Du kan for eksempel bruke to dramsglass. Mål temperaturen i vannet. 7 Nå plasserer du den ene beholderen fritt i sola (på et lite bord e.l.). Den andre beholderen plasserer du i fokus til den fokuserende solfangeren. Pass på at du vender reflektoren mot sola! 8 Mål temperaturen i begge beholderne etter at det har gått ti minutter. Forklar temperaturforskjellen. Kan du få vannet til å koke? 6.2 Modell av solfangeranlegg Solfangermodell Kraftig lyskilde (500 W) To termometre eller datalogger med to temperaturfølere I dette forsøket skal dere bruke en ferdig modell av et solfanger anlegg. Alternativt kan dere selv lage en modell. Gå til forsøk 6.2 på nettstedet og få gode ideer til hvordan det kan gjøres. 1 Fyll vann i det lukkede rørsystemet i solfangeren. Plasser solfangeren i passende avstand foran en kraftig lampe. Fyll en passende mengde vann i energi lageret. Noter den nøy aktige vannmengden i milliliter. Slå på den elektriske pumpa som får vannet til å sirkulere i det lukkede kretsløpet. 2 Noter temperaturen inne i solfangeren (T solfanger ) og temperaturen i energilageret (T energilager ) i en tabell ved tiden t = 0. Slå på den kraftige lampen. Mål T solfanger og T energilager hvert minutt i 30 minutter. Noter tiden t og de to temperaturene i tabellen. Tegn et koordinatsystem med tiden langs førsteaksen og temperatur langs andreaksen. Plott inn punktene for temperaturen i solfangeren og temperaturen i energilageret. Tegn og beskriv de to temperaturgrafene.

15 250 3 Forklar hvordan solfangeranlegget virker, og hvilken funksjon de enkelte delene har. Ekstraoppgave: 4 Det trengs en energimengde på 4,2 J for å øke temperaturen i 1 g (1 ml) vann 1. Det kan vi bruke til å regne ut energimengden som er overført fra solfangeren til energilageret i løpet av 30 minutter. Vi skal bruke temperaturen i energilageret til solfangeren ved t = 0 og t = 30 minutter. Vi kaller temperaturen ved t = 0 for T start og temperaturen ved t = 30 for T slutt. Energien som er overført blir da E = 4,2 m (T slutt T start ) Her er m massen til vannet målt i gram. Tallet du får er energien målt i joule, J. Regn ut effekten til solfangeranlegget ved å bruke at energi effekt = tid Husk at 30 minutter = s = 1800 s. Tallet du får, er effekten til solfangeranlegget i enheten J/s = W. Avles effekten til den kraftige lampen og lag et overslag over virkningsgraden. Forklar hvorfor effekten til sirkulasjonspumpa også bør tas med i dette regnestykket.

16 Varmepumpe En varmepumpe overfører indre energi fra omgivelser utendørs med lav temperatur til indre energi med høyere temperatur innendørs. Aceton Plastsprøyte, 20 ml Lunkent vann Fordamperen kjølemiddelet fordamper utendørs og tar opp varme 1 Drypp noen dråper aceton på hånda. Hva kjenner du? Forklar. 2 Hell lunkent vann i et begerglass. Sug der etter opp litt av det lunkne vannet i en plastsprøyte og tøm sprøyten helt for luft. Hold fingeren foran sprøyteåpningen og trekk ut stempelet så langt du kan. (Hva skjer da med trykket i sprøyten?) Hva observerer du? Forklar. 3 Når kjølemiddelet fordamper utendørs, får det økt indre energi på bekostning av omgivelsene. Forklar hvordan dette henger sammen med punkt 1 og 2. Sykkelpumpe Adiabatisk fyrtøy Papirbit Kompressoren trykker gassen sammen så temperaturen stiger 4 Trekk stempelet på en sykkelpumpe helt ut. Sett en finger foran ventilåpningen og trykk stempelet så langt inn du kan. (Hva skjer med trykket inne i pumpa nå?) Du har utført et arbeid på sykkelpumpa. Hva skjer med temperaturen? 5 Putt en liten papirbit i et adiabatisk fyrtøy. Trykk hardt på stemplet (kanskje må du gjøre det flere ganger). Observer og forklar. Adiabatisk fyrtøy Papirbit

17 252 6 I en varmepumpe utfører kompressoren et arbeid på kjølegassen ved å trykke den sammen. Det får temperaturen til å stige. Forklar hvordan dette henger sammen med punkt 4 og 5. Det økte trykket fører også til at kokepunktet blir høyere. Kondensatoren kjølemiddelet kondenserer innendørs og avgir varme Hvis du vil gjøre målinger i tilknytning til kondensatoren, kan du gå til nettstedet og arbeide med forsøk «6.6 Kondensering frigjør energi». Eller du kan tenke igjennom dette: 7 På kaffebarer «steamer» de melk til kaffe latte. Melken får raskt høy temperatur, mye raskere enn om du skulle varme den i en mikrobølgeovn eller på en kokeplate. Hvorfor? O 2 -patron eller sprayboks Spiker Hammer Ventilen reduserer trykket så temperaturen faller 8 Stikk hull på en liten O 2 -patron med en spiker, eller trykk på ventilen til sprayboksen (for eksempel hårlakk). Hva observerer du? Hvordan forklarer du det? To solceller Voltmeter Kraftig lampe (60 W) eller sollys Elmotor med propell Ledninger 1,5 V lyspære Laveffekt lysdiode (1,8 V) 6.4 Solcellen Solceller overfører solenergi direkte til elektrisk energi. Solcelle og motor 1 Koble en solcelle til en liten motor med en propell. Hva skjer når du lyser på solcellen med en kraftig lampe eller setter den i sollys? 2 Hva skjer når du endrer vinkelen mellom solcellen og lyset fra lampen eller solstrålingen? Dreier propellen fortere eller saktere? +

18 253 V + Hva er hvilespenningen? 3 Koble et voltmeter til polene på solcellen. Mål spenningen når solcellen står i mørke. 4 Mål spenningen når solcellen er belyst med en lampe eller står i direkte sollys. Spenningen vi måler når vi ikke belaster solcellen, kaller vi hvilespenningen. 5 Undersøk om hvilespenningen er avhengig av lysets vinkel inn mot solcellen. Mål spenningen når det er skygge på deler av solcellen. Serie- og parallellkobling 6 Lag en seriekobling av to solceller. Hva skjer med hvilespenningen? 7 Lag en parallellkobling av to solceller. Hva skjer med hvilespenningen? Lys i en lyspære eller lysdiode? En rød lysdiode kan lyse hvis spenningen er over 1,8 V. 8 To grupper samarbeider. Hvordan vil dere koble flere sol celler sammen for å få lys i en lysdiode? Prøv også med en 1,5 V glødetrådspære. 7.1 Bærekraftig utvikling i Norge og India India og Norge er svært forskjellige med hensyn til økonomi, sosiale forhold og naturmiljø. Du skal finne konkrete eksempler på framskritt og utfordringer når det gjelder bærekraftig utvikling i India og Norge. Gå til nettstedet og arbeid med forsøk «7.1 Bærekraftig utvikling i Norge og India».

19 Din bit av jorda FNs konferanse om miljø og utvikling i Rio de Janeiro i 1992 slo fast at «hovedgrunnen til at det globale miljøet stadig forringes, er det ikke bærekraftige produksjons- og forbruksmønsteret, særlig i rike land». Men hva betyr dette? En bærekraftig utvikling er en utvikling som tilfredsstiller behovene til oss som lever i dag, uten at det går på bekostning av våre etterkommeres muligheter for å få tilfredsstilt sine behov. Det vil si at vi ikke må ødelegge miljøet og ressursgrunnlaget på jorda, og at vi må fordele ressursene rettferdig, slik at alle som lever i dag, får sine grunnleggende behov dekket. Alle mennesker på jorda i dag og i framtiden har rett til sin bit av jorda. Gå til nettstedet og arbeid med forsøk «7.2 Din bit av jorda». 7.3 Etiske varer et naturlig alternativ? Vi lever i en globalisert verden, og det kan være lett å tenke at utviklingen går sin gang uten at vi som enkeltmennesker har mulighet til å påvirke den. Men økonomi og teknologi lever ikke sine egne liv; det er menneskene som styrer utviklingen gjennom holdninger og valg. Vi merker det som oftest ikke selv, men mange av de produktene vi forbruker, er belastende både for menneskene som produserer dem og for miljøet. «Etiske» varer er produsert under menneskelige arbeidsforhold og er derfor et godt alternativ for de som ønsker å bruke sin forbrukermakt. Gå til nettstedet og arbeid med forsøk «7.3 Etiske varer et naturlig alternativ?».

20 Befolkningsvekst Antallet personer på jorda vokser raskt. Men utviklingen kan ikke fortsette slik den har gjort de siste par hundre årene. Vi er stadig flere som bruker av jordas endelige ressurser, og belastningen på miljøet er stor. Diskuter utfordringer knyttet til befolkningsvekst sett i lys av bærekraftig utvikling. Gå til nettstedet og arbeid med forsøk «7.4 Befolkningsvekst». 8.1 Avfall og gjenvinning på skolen Avfall er sløsing med ressurser og fører til en rekke miljøproblemer, som forurenset sigevann, utslipp av klimagasser og spredning av tungmetaller og andre miljøgifter. Ved å satse på resirkulering og gjenvinning av materialer kan vi redusere avfallsmengden og miljø belastningen betraktelig. Gå til nettstedet og arbeid med forsøk «8.1 Avfall og gjenvinning på skolen». 8.2 Kartlegg elevenes forbruk Ungdom er en viktig forbrukergruppe, og mange tenåringer oppgir at de har shopping som hobby. Hvordan henger forbruket vårt sammen med ønsker og behov? Og hva kan vi gjøre for å bli mer bevisst på hvordan vi forbruker, og på hvordan vi kan redusere forbruket? Gå til nettstedet og arbeid med forsøk «8.2 Kartlegg elevenes forbruk».

21 Drivhuseffekt Glassplate To like plastbokser Plastfolie To termometre I dette forsøket skal du ved å studere hvordan synlig lys og varmestråling slipper gjennom en glassplate, undersøke hvordan drivhusgasser kan gi økt temperatur. 1 Hold en glassplate opp mot sollyset eller et lysstoffrør. Blir det synlige lyset hindret av glassplata? 2 Skru på en kokeplate på middels varme og vent til den blir varm. Hold hånda så nær plata som mulig, uten at du brenner deg. Be en av de andre elevene om å holde glassplata mellom kokeplata og hånda di. Merker du noen forskjell? Hvordan kan du forklare det du observerer, og hva har dette med drivhuseffekten å gjøre? 3 Legg to termometre i hver sin plastboks. Les av tempera turen etter en stund. 4 Strekk plastfolie over den ene boksen og gjør den så tett som mulig. Sett begge boksene i sollys eller under en lampe. Følg med på temperaturen i de to boksene. Hva ser du? Kan du forklare forskjellen?