1.3 POTETGULLFORSØKET Dato: Formål: Vise sammenheng mellom energi, arbeid og effekt. Du skal sammenlikne energiinnholdet i potetgull og gulrot ved å bruke opp energien fra 10 g av hver av disse matvarene. Vekt til å veie inn 10 g potetgull og 10 g gulrot Kniv til å dele opp gulrot En stødig stol Et målebånd Klokke med sekundviser/stoppeklokke I tillegg trenger du å vite omternt hvor mye du veier/badevekt Vei inn 10 g gulrot og 10 g potetgull. Energiinnhold i 10 g potetgull finner du på pakken. Energiinnhold i 10 g gulrot er 18 kj = 18000 Joule (1 kalori = 4,185 Joule). Mål hvor høyt det er fra gulvet opp til setet på stolen. Multipliser kroppsvekten med 10 for å gjøre om til Newton (1 kg = 10 N = 10 J). Det arbeidet du utfører med å gå opp på stolen 1 gang = Newton * tyngdekraften* stolhøyde i m. F. eks.: Stolen er 0,4 m høy Din kroppsvekt er 70 kg = 70 * 10 = 700 N Ta din masse i N og multipliser med stolhøyden og tyngdekraften) 700 * 0,4 * 9,8 = 2744 Nm = 2744 Joule (Du multipliserer med 9,8 for å få med tyngdekraften i regnestykket) Det er 18000 J i 10 g gulrot. For å regne ut hvor mange ganger du må gå opp på stolen for å bruke opp spist energi regner du slik: Spist energi delt på energi du bruker for én gang opp på stolen. Altså 18000:2744 = 3,5 ganger opp på stolen. Spis 10 g gulrot, fyll inn skjemaet og regn ut. Husk å ta tiden når du går opp og ned. Gjenta dette med 10 g potetgull. Resultattabell: Stoff Energimengde i J Spist energimengde/ energi på en gang opp Gulrot Tid (sek) Effekt (J/sek = W) Potetgull 1 watt = 1Nm per sek = 1 Joule/sek 1 hestekraft er 0.73549875 kw ~ ca. 75 kg/m/sek. Feilkilder: Den viktigste er at du ikke beregner energi brukt ved å gå ned fra stolen. Og at du ikke trekker fra for annen forbrenning som kroppen hele tiden har, samt at kroppen aldri tar opp all energien du legger i deg. 49
2.2 Vannopptak i sandstein Dato: Formål: Sandstein Vekt Vann Kar stort nok til steinen Klokke Vei sandseinen. Drypp litt vann på den og se hva som skjer. Legg steinen i et kar med vann og ta tiden. Vei steinen ca. hvert femte minutt og noter vekten. Lag et diagram som viser hvordan steinen tar opp vannet. Husk å tørke steinen i stekeovn etter forsøket. Ca. 120 C i noen timer. Vei for å være sikker på at det meste av vannet er ute. 50
4.4 Lage trykk i brus el. lettbrus Dato: Formål: Vise hvordan trykk driver en væske opp. En flaske sukkerfri cola (eller annen brus/mineralvann tilsatt kullsyre) Menthospastiller, eller tilsvarende Rør for å få flest mulig pastiller kjapt oppi flasken (stivt ark/transparent og tape) Pappbit som utløser Lag et rør i papp som Menthospastillene lett triller gjennom. Det må ikke være tykkere enn åpningen i brusflasken. Legg Menthospastillene oppi røret. Åpne flasken og sett flasken på et stabilt underlag. Legg en liten pappbit oppå flaskeåpningen og sett røret med pastillene oppå. Trekk så vekk den lille pappbiten slik at alle Menthosene faller oppi og ta noen kjappe skritt tilbake. Nyt synet. 51
4.5 LAGE TRYKK MED BAKEPULVER eller C-VITAMIN Formål: Vise trykk Alternativ 1: Med bakepulver Bakepulver Filmboks Vann Eddik Teskje Forsøket bør utføres utendørs! Fyll en teskje bakepulver i filmboksen. Fyll den så halvfull med vann og sett lokket raskt på. Hva skjer? (skjer det ikke noe, kan du prøve å riste forsiktig på boksen - pass deg for eventuell sprut). Gjenta forsøket, men bytt ut vann med eddik. Er det noen endring? Hvorfor hopper lokket av? ALTERNATIV 2: Med C-vitamin En filmboks En halv C-vitamintablett (brusetablett) Vann Fyll litt vann i filmboksen. Putt deretter C-vitaminen i vannet, sett lokket på og plasser den med lokket ned på pulten eller gulvet. Gå litt unna. Hva skjer? 52
5.2 DESTILLERING AV LETTBRUS Formål: Illustrere prosessen som skjer under raffinering. Erlenmeyerkolbe Stativ Gassbrenner Urglass Væske til destillering (bruk en lettbrus, f. eks. Cola Light eller Pepsi Max) Sett opp stativet slik at brenneren kommer under erlenmeyerkolben og urglasset festes noen cm over åpningen til erlenmeyerkolben. Ta på vernebrillene. Varm opp væsken. Hva skjer? 53
5.3 LAGE ETYNGASS Formål: Etyngass er et produkt av raffinering. Vi lager den samme gassen på en annen måte. Vernebriller Erlenmeyerkolbe > 200 ml. 100 ml vann (H2O) Liten trakt Litt kalsiumkarbid (CaCO2) Fyrstikker Ta på vernebriller. Hell vannet i erlenmeyerkolben, og tilsett litt kalsium karbid. Se etter reaksjon. Sett glasstrakten oppå kolben, vent litt, og tenn deretter på. Hold deg godt unna når du gjør det! Svar på spørsmålene nedenfor. 1. Hva skjer? 2. Hvilken gass er det som dannes? 3. Skriv reaksjonslikningen. 4. Skriv strukturformelen for Etyn 54
6.1 LAGE HYDROGENGASS Formål: Lage hydrogengass, påvise gassen og få et inntrykk av energien i hydrogen. Magnesiumbånd, 5-6 cm Eddik, 35 % 3 reagensglass Kork med glassrør og slange Skål med vann Fyrstikker Vernebriller Hell vann i skålen. Fyll et reagensglass helt fullt med vann. Sett tommelen foran åpningen på reagensglasset. Snu reagensglasset og sett åpningen ned i vannet. Ikke ta vekk tommelen før åpningen er under vann. Hell eddik i et annet reagensglass slik at det er halvfullt. Slipp magnesiumbåndet ned i reagensglasset med eddik. Gassen som dannes, er hydrogengass. Sett i korken med glassrøret, og vent 10-15 sekunder før du samler opp hydrogengassen i reagensglasset som var fylt med vann. Da antar vi at den har presset ut lufta som var i systemet ved start. Se figuren. La reagensglasset bli helt fullt med hydrogengass. Sett tommelen foran reagensglasset med hydrogengass. Ta reagensglasset opp av vannet. Hold reagensglasset med bunnen opp. Sett et annet reagensglass med luft under reagensglasset med hydrogengass. Hold reagensglassene tett sammen, med åpningen mot hverandre, og snu slik at glasset med luft kommer øverst. Hydrogengass er den letteste av alle gasser og stiger opp i reagensglasset med luft. Sett en brennende fyrstikk bort til åpningen på det øverste reagensglasset. Hva skjer? Beskriv hva som skjedde da du stakk en brennende fyrstikk bort til åpningen på det øverste reagensglasset. Hva kalles den gassblandingen som du tente på, og hva består den av? 55