De som skal endre verden har verken superstyrke eller røntgensyn. Statoils realfagpris for videregående skole I samarbeid med regionale vitensentre



Like dokumenter
Statoils realfagpris for videregående skole I samarbeid med regionale vitensentre

Statoils realfagspris

Statoils realfagpris. for videregående skole 2013 i samarbeid med regionale vitensentre

Hydrogen & Brenselcelle biler Viktig for en miljøvennlig fremtid!

1561 Newton basedokument - Newton Engia Side 53

Energi for framtiden på vei mot en fornybar hverdag

ER DU STOLT OVER Å VÆRE NORSK?

Hydrogen er det minste grunnstoffet. Ved vanlig trykk og temperatur er det en gass. Den finnes ikke naturlig på jorden, men må syntetiseres.

Framtiden er elektrisk

Aschehoug undervisning Lokus elevressurser: Side 2 av 6

VELG FORNYBART VIL DU JOBBE MED FREMTIDENS LØSNINGER?

Vennergidag. Alt du trenger å vite om Regnmakernes. Formålet med Regnmakernes Vennergidag

Miljøløsninger i praksis

MIN FAMILIE I HISTORIEN

Gass som drivstoff for kjøretøy frem mot 2040? Mine vurderinger

EKSAMENSOPPGAVE. MNF-6002 Videreutdanning i naturfag for lærere, Naturfag trinn 2. Kalkulator Rom Stoff Tid: Fysikktabeller (utskrift)

Alternativer til fossil diesel og bensin

4. møte i økoteam Torød om transport.

Energikort. 4. Hva er energi? Energikilder kan deles inn i to grupper: fornybare og ikkefornybare

Hva er bærekraftig utvikling?

Akademiet Privatistskole

Luft og luftforurensning

Bærekraftig utvikling av

Fremtidige energibehov, energiformer og tiltak Raffineridirektør Tore Revå, Essoraffineriet på Slagentangen. Februar 2007

Fagvalg studiespesialiserende utdanningsprogram

Modul nr Fossilt brensel

Energi og vann. 1 3 år Aktiviteter. 3 5 år Tema og aktiviteter. 5 7 år Diskusjonstemaer. Aktiviteter

KJP2002. Kjemisk teknologi

Modul nr Energi på oljemuseet-original

KRAFTFULL FYSIKKTIME Fra ingeniør til lærer for en dag

RAPPORT fra LINGCLIM skoleundersøkelse om forståelse av og holdninger til klima

Økokjøring. Tenk miljø og spar penger Enkle tips for å redusere dine drivstoffutgifter og CO 2. utslipp med minst prosent

UTSATT EKSAMEN Sensur faller innen

Det ble sendt ut 209 spørreskjemaer.

BRUKERUNDERSØKELSEN 2015 Svarprosent: 38%

BRUKERUNDERSØKELSEN 2015 Svarprosent: 47%

BRUKERUNDERSØKELSEN 2015 Svarprosent: 42%

Lærer, supplerende informasjon og fasit Energi- og klimaoppdraget Antilantis

BRUKERUNDERSØKELSEN 2015 Svarprosent: 45%

Alt du trenger å vite om Regnmakernes. Vennergidag!

Den nye vannkraften. Ragnar Strandbakke og Einar Vøllestad, begge er postdoktor ved UiO, Senter for Materialvitenskap og Nanoteknologi

Modul nr Newton Engia

BRUKERUNDERSØKELSEN 2015 Svarprosent: 31%

Nasjonale prøver. Lesing 8. trinn Eksempeloppgave 1. Bokmål

Nye tøffe klimamål, hva kan Lyse bidra med?

Modul nr Fossilt brensel (ENGIA)

PARTIKKELMODELLEN. Nøkler til naturfag. Ellen Andersson og Nina Aalberg, NTNU. 27.Mars 2014

GJENNOMFØRING AV. Dette er Walter...

Hvorfor blir det færre og færre elever på noen skoler enn på andre?

UTDANNINGSVEIER til olje- og gassindustrien

BRUKERUNDERSØKELSEN 2015 Svarprosent: 21%

STERK SATSING PÅ REALFAG MATTEPARK OG NEWTON-ROM TIL LARVIK

Rammebetingelser og forventet utvikling av energiproduksjonen i Norge

7 t 11 t 14 t kr. 350 t kr. 1 Returkraft mottar avfall 2 [FUNKSJONER PÅ RETURKRAFT HEFTE B]

3 1 Strømmålinger dag 1

Innledning:...2 HVA ER FOSSILE BRENSLER?...2 HVORDAN ER OLJE OG GASS BLITT DANNET?...3 HVA BRUKER VI FOSSILE BRENSLER TIL?...4

Modul nr Newton Engia Bodø

Produksjonsartikkel Spenning (Volt) Strøm (Amper) Tilført energi Resultat

Løgndetektoren 9. trinn 90 minutter

Hei, Anja W. Fremo heter jeg. Jeg er utstillings- og formidlingsleder ved Norsk Oljemuseum i Stavanger.

Hva kan vi gjøre for å få til bærekraftig transport og hva kan vi gjøre for miljøets beste?

Modul nr Fornybare og ikke-fornybare energikilder [VGS]

Resultatet blir tilgjengelig på studentweb første virkedag etter sensurfrist, dvs (se

NOU 2006:18 Et klimavennlig Norge Lavutslippsutvalgets rapport

Skriftlig eksamen. KJP2002 Kjemisk teknologi. Våren Privatister/Privatistar. VG2 Kjemiprosess

UTDANNINGSVEIER til olje- og gassindustrien

Miljø KAPITTEL 4: 4.1 Vi har et ansvar. 4.2 Bærekraftig utvikling. 4.3 Føre-var-prinsippet

Det kommer sikkert til å bli ei veldig spennende uke! Glad for at jeg ble invitert til å åpne årets camp!

Klima og energi: Hva mener det norske folk om fornybar og fossil energi?

Modul nr Newton Engia

Modul nr Newton Engia

FYR. Handlingsrom, arbeidsmåter og vurdering

1. Kometen Ison har fått mye oppmerksomhet i media den siste tiden. Hvorfor? 2. UiA teleskopet har fulgt kometen, se

Kort prosessbeskrivelse av metanolfabrikken

Modul nr Vi utnytter energi fra vind, sol og hydrogen

Energi for framtiden Gründercamp

BIOGASSPRODUKSJON PÅ GÅRD HVILKE MULIGHETER FINNES?

Barnas forskningskonkurranse fyller 15 år. premiedryss og spesialpriser!

Krogstad Miljøpark AS. Energi- og klimaregnskap. Utgave: 1 Dato:

OLJEFRITT LOFOTEN OG VESTER LEN VI SIER NEI TIL OLJEUTVINNING I SÅRBARE HAVOMRÅDER FOTO: ISTOCK

Bedre klima med driftsbygninger av tre

Kvalitetssikring av Newton-moduler Newtonseminar i Bodø 11. oktober 2010

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

Faglig kontakt under eksamen: Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Rust er et produkt av en kjemisk reaksjon mellom jern og oksygen i lufta. Dette kalles korrosjon, og skjer når metallet blir vått.

Kjemisk likevekt. La oss bruke denne reaksjonen som et eksempel når vi belyser likevekt.

barnas forskningskonkurranse

Huskeliste. Velkommen til. Informasjonshefte med huskeliste, oversikt over aktiviteter, etasjeplan og kart.

Litt informasjon om Returkraft

UTDANNINGSVEIER. til olje- og gassindustrien

Akademiet Privatistskole

Videregående skole

KREATIVITET NYSGJERRIGHET EKSPERIMENTLYST

Eksamensoppgave våren 2010 Ordinær og ny/utsatt eksamen Bokmål. Naturfag 1 med artsprøve. Eksamensdato: 27. Mai Studium/klasse: Naturfag 1

Presentasjon. Gruppa består av Mari Hegnastykket og Birgitte Reime som går på vg 1. studiespesialisering.

Regjeringens målsetting. Statssekretær Anita Utseth (Sp) Oslo, 23. mars 2007

Bruk handlenett. Send e-post. Skru tv-en helt av

Tid Tema Mål Organisering Forsøk: Læremidler/stoff Vurderingsform. Hva finnes mellom molekylene. Klasseromsmodell /kateterundervisning.

Nova 9 elevboka og kompetansemål

CO 2 -fri gasskraft. Hva er det?

Transkript:

De som skal endre verden har verken superstyrke eller røntgensyn Statoils realfagpris for videregående skole I samarbeid med regionale vitensentre 11

De som skal endre verden studerer realfag. 2

Verdens energibehov er økende. Utslipp av klimagasser må reduseres. Tilgjengelige energikilder må utnyttes på smartere måter. Oppgavene er store - vi trenger din hjelp. 33

Ta vare på nysgjerrigheten din Det er med glede jeg ønsker deg velkommen til å delta i Statoils realfagpris for videregående skole. Verden i dag trenger unge mennesker som er nysgjerrige på real- og teknologifagene. Min egen nysgjerrighet for disse fagene ble vekket på skolen og jeg valgte derfor å studere teknisk fysikk på NTNU etter videregående skole. Dette var begynnelsen på en utrolig spennende reise for meg! Min nysgjerrighet har lært meg utrolige ting om verden rundt meg, og jeg er stadig vitne til at vi mennesker kan bruke denne kunnskapen til de mest fantastiske prosjekter. Dessuten har jeg fått verdens mest spennende jobb i et selskap som verdsetter min nysgjerrighet. Og det flotteste av alt er at nysgjerrigheten ikke tar slutt. Jo mer du lærer, jo mer nysgjerrig blir du! I Statoil tror vi at kunnskap om realfag og teknologi er avgjørende for å møte morgendagens utfordringer i verden. Årets oppgaver er valgt for å vise noen av våre utfordringer, og hvordan kunnskaper om realfag og teknologi kan hjelpe oss å løse dem. Jeg håper oppgavene vil pirre din nysgjerrighet og at du vil ta imot utfordringen vår. Lykke til med oppgavene! 4

I 2017 kan den stille jenta på vindusrekken være med å knekke CO 2 koden. Og gotheren på bakerste rad kan jobbe med uviklingen av nye, rene utvinningsmetoder for naturgass. I fremtiden kan det være deg som sprenger dagens grenser. 55

En god begynnelse er å konkurrere i Statoils realfagpris for videregående skole. De to beste besvarelsene premieres med et stipend på 15.000 kroner. Vinnerne blir også flydd med helikopter til en spennende dag på en av Statoils plattformer i Nordsjøen. Konkurransen er et samarbeid mellom Statoil og regionale vitensentre. Foto: Jan M. Lillebøe, Bergens Tidende 6

Om Statoils realfagpris for videregående skole Konkurransen er en landsdekkende realfagkonkurranse for elever i 2. klasse, videregående skole, allmennfaglig studieretning. Konkurransen skal bidra til å styrke kunnskapen om teknologi og realfag og inspirere ungdom til å satse på en utdanning innen disse fagområdene. Statoils realfagpris for videregående skole er den samme prisen som tidligere er blitt utdelt under navnene Hydro-prisen og senere StatoilHydro-prisen. Konkurransen er et samarbeid mellom Statoil og fire regionale vitensentre i Norge; VilVite i Bergen, Norsk teknisk museum i Oslo, Vitensenteret i Trondheim og Nordnorsk vitensenter i Tromsø. Et vitensenter er et naturvitenskapelig og teknologisk opplevelsessenter for barn og unge, med faglige tilbud tilpasset læreplanen i «Kunnskapsløftet». Vitensenteret VilVite har prosjektansvaret for Statoils realfagpris. VilVite er lokalisert på Marineholmen i Bergen i nær tilknytning til forskermiljøene og utdanningsinstitusjonene. Statoil har samarbeidet med VilVite om konkurransen siden 2002. Hva går konkurransen ut på? Statoils realfagpris for videregående skole er en konkurranse der du skal løse oppgaver i kjemi og fysikk. Du kan løse dem alene eller i gruppe. Oppgavene finner du bakerst i heftet. Hvem kan delta? Konkurransen er for elever i Vg2, allmenn studieretning/realfag på videregående skoler i Norge. Premier Landet er delt inn i fire regioner. Det blir kåret to vinnere fra hver region. Vinnerne premieres med et stipend på 5.000 kroner og et diplom. De regionale vinnerne konkurrer videre om prisen som nasjonal vinner, som premieres med et stipend på 15.000 kroner. De nasjonale vinnerne får også en invitasjon til å besøke en av Statoils plattformer i Nordsjøen. Påmelding og frister Du melder deg på konkurransen via www.vilvite.no. Du vil motta en e-post med bekreftelse og informasjon om hvor oppgaven skal leveres. 15. januar: Påmeldingsfrist 1. mars: Innleveringsfrist April 2010: Regionale premieutdelinger på VilVite i Bergen, Norsk teknisk museum i Oslo, Vitensenteret i Trondheim og Nordnorsk vitensenter i Tromsø Mai 2010: Nasjonal premieutdeling i Bergen Prosjektarbeid i eller utenom skoletid Årets oppgaver er tilrettelagt slik at de kan integreres i ordinær undervisning. Oppgavene er utarbeidet etter kompetansemål i fysikk og kjemi for VG2. Det vil kreves noe arbeid utenom skoletid. Vi håper at lærerne kan legge til rette for at elevene som deltar, får benytte skoletiden tilsvarende et prosjektarbeid. Praktisk informasjon Alle oppgavene skal besvares. Teksten i besvarelsen skal ikke overstige 10 A4-sider. Kjemi og fysikkoppgavene vektlegges like mye, det vil si omtrent 5 sider hver. Totalt antall sider er eksklusiv vedlegg (tabeller, figurer, bilder og referanser). Bruk en vanlig skrifttype (Times New Roman, Arial eller liknende) med punktstørrelse 12. Benytt enkel linjeavstand i teksten. Juryen vektlegger korrekte utregninger, godt utarbeidede vurderinger, god og oversiktlig layout og riktig bruk av kilder og referanser. Har du spørsmål om oppgavene eller konkurransen, kan du kontakte prosjektleder Cathrine Strøm Nøstvold på csn@vilvite.no 77

Det finnes mange tanker om hvordan klimautfordringene kan løses. 8

Hva er dine forslag? 99

Her er oppgavene du skal løse. Er du klar? Årets oppgaver har fokus på CO 2 -håndtering og vindmøller som fornybar energikilde. I 2007 fikk FNs klimapanel Nobels fredspris for sitt arbeid med klimaendringer. Klimapanelet anbefaler å redusere de globale CO 2 -utslippene med 50 85 prosent innen 2050. CO 2 -håndtering i form av fangst og lagring, og økt bruk av fornybare energikilder er viktige bidrag for å nå denne målsetningen. I oppgavene har vi gjort en del antagelser og forenklinger for å gjøre dem løsbare. Situasjonene som oppgavene beskriver vil i virkeligheten være mer kompliserte. KJEMIOPPGAVER Oppgave 1 I oljereservoarene finnes store mengder naturgass i tillegg til olje. Naturgassen (metan, CH 4 (g)) er et alternativt drivstoff til diesel og bensin, og kan i tillegg brukes til å produsere strøm. I forbrenningsmotorer og dagens kraftverk reagerer metan med oksygengass fra luften og danner karbondioksid (CO 2 (g)). a) Skriv reaksjonslikningen for hvordan metan forbrennes fullstendig med oksygen. b) Regn ut hvor mye CO 2 som dannes når 1 kg metan forbrennes og når 1 kg isooktan (C 8 H 18 ) forbrennes. (Isooktan er en av hovedbestanddelene i bensin.) c) Regn ut hvor mye energi som avgis når henholdsvis 1 kg metan og 1 kg isooktan forbrennes. Bruk entalpiene: ΔH(metan)= -882 kj/mol og ΔH(isooktan) = -5461 kj/mol d) Diskuter energiutbyttet fra forbrenningen metan og isooktan i forhold til CO 2 produsert. e) Regn ut molekylhastigheten til CO 2 ved romtemperatur 23 o C. Oppgave 2 Ved forbrenning av metan i luft får man en gassblanding av CO 2 og N 2 som er vanskelig og kostbar å skille fra hverandre. 10

Av den grunn blir det dyrt å produsere elektrisitet fra naturgass med CO 2 rensing. For å rense CO 2 fra gassblandingen kan blandingen enten renses kjemisk eller kjøles ned til CO 2 kondenserer. a) Skriv reaksjonslikningen for hvordan CO 2 løser seg i vann. b) Hvorfor er mye CO 2 utslipp i vann skadelig for det marine miljøet? c) Vis med reaksjonslikninger hvordan CO 2 løst i vann kan reagere med en base som ammoniakk (NH 3 ) i vann. d) Diskuter fordeler og ulemper ved kjemisk rensing av CO 2 (maksimum 2 sider). Oppgave 3 Norske forskere har valgt en annen metode og ønsker å fjerne CO 2 før forbrenning. Dette kan gjøres ved å la metan reagere med vanndamp over en egnet katalysator under spesielle temperatur og trykkforhold. Da blir H 2 (g) dannet. a) Skriv reaksjonslikningen for hvordan denne reaksjonen skjer. b) H 2 (g) kan brukes i en brenselcelle til å lage strøm. Beskriv en hydrogenbrenselcelle og forklar hvordan denne virker. FYSIKKOPPGAVER Oppgave 4 I en forbrenningsprosess dannes avgass sammen med varme og vanndamp. Avgassen er en blanding av gasser og sammen med vanndamp, består den av 10 % CO2, 80 % N2 og 10 % H2O. Denne gassblandingen strømmer gjennom et rør slik at det går 5 kg gass gjennom røret per sekund. Vi bruker et vannbasseng til å kjøle ned gassen og gjenvinner på den måten en del av varmen i gassen. Vannbassenget er et vannfylt rør som ligger rundt røret med gassblandingen. Bruk følgende verdier for spesifikk varmekapasitet: C v (vanndamp)= 4,1855 J g- 1 K -1 C v (nitrogengass)= 1,040 J g- 1 K- 1 C v (karbondioksid)= 1,050 J g- 1 K- 1 a) Gassblandingen har en temperatur på 400ºC når den kommer inn i røret og 90 ºC når den slippes ut. Hvor stor varme effekt ble avsatt i vannbassenget? b) Vannet i vannbassenget har en strømningsrate på 30 l i sekundet. Temperaturen på vannet når det går inn i røret er 52ºC. Hvor varmt er vannet når det går ut av røret? Oppgave 5 Vindenergi er en fornybar energikilde. I Norge har vi vindmøller både til lands og til havs. De norske vindforholdene er blant de beste i Europa, men virkningsgraden av vindmøllebruk er lav. Det er bare 40 % av vindens kinetisk energi multiplisert med rotorbladenes areal, som blir utnyttet i dag. Vi har ei vindmølle som har rotorblader med en diameter på 9,0 m. Vindens hastighet er på 10 m/s og massetettheten til luft er 1,29 kg/m 3. a) Hvilken effekt leverer vindmølla? b) For å kunne utnytte vind til produksjon av elektrisk energi, må vinden ha en minimumshastighet på 4 m/s. Hva blir den laveste effekten for vindmølla? c) Vindmølleparker i naturen har møtt en del motstand fra naturvernorganisasjoner. Vurder fordeler og ulemper ut i fra et energimessig og økonomisk synspunkt ved slike vindmølleparker (maksimum 2 sider). Oppgave 6 Forskere verden over jobber for å finne måter å redusere og håndtere klimagassutslippene på. CO 2 lagring og vindkraft er to av metodene som har hatt mye fokus i norske media de siste årene. Diskuter og vurder andre måter å løse klima-gassproblemet på. 1111

Nå er det opp til deg Statoil ASA NO-4035 Stavanger Norway Telephone +47 51 99 00 00 www.statoil.com COS_091537. Photos: Helge Hansen. Illustration: Statoil. November 2009.