Lektioner åk 5-6

Jorden drar till sig allt som finns i närheten. Det är jordens dragningskraft som håller oss kvar på jordytan. Det håll som jorden drar oss mot kallar vi för neråt.

Fallrörelse

Fäll två föremål, som är olika tunga men lika stora, från ett par meters höjd.
T ex två garnnystan; det ena är garn lindat runt en kartongbit, det andra är garn lindat runt en sten.
Släpp dem samtidigt.
Hur faller de? Hur landar de?
Försök med andra föremål.

Om föremålen är likadana utanpå, faller de lika fort.

Om ett förmål bromsas upp mycket av luften, säger man att det har stort luftmotstånd.
Ta två pappersark. Försök få det ena att falla så fort som möjligt och det andra så långsamt som möjligt.

Lutande plan

Luta en kartongskiva eller ett bräde mot en stol.
Dra en vagn eller leksaksbil med last (sten) uppför den.
Mät med kraftmätare hur mycket kraft du använder.
Lyft vagnen upp på stolen utan att använda rampen.
Mät hur mycket kraft som används vid lyftet.
Känner du skillnaden utan mätare?
Du utför lika mycket arbete i båda fallen.

På rampen drar du en längre väg men använder mindre kraft.
När du lyfter rakt upp är vägen kortare men du använder mera kraft.

Finns det en ytter-trappa att pröva samma sak på?
Gå uppför trappan med en mycket tung väska.
Klättra istället rakt upp på sidan av trappan med samma last.
Finns det en ramp för rullstolar som är längre än trappan och inte lika brant?
Gå uppför den med väskan.
Känner du skillnaden?

Vad man vinner i kraft förlorar man i väg.

Vad man vinner i väg förlorar man i kraft.

Man mäter kraft i enheten Newton.

Newton var en engelsk vetenskapsman som redan på 1600-talet tog reda på mycket om hur krafter fungerar, bland annat om tyngdkraften och hur planeterna hålls i sina banor.
Ett föremål som väger 100 gram dras mot jorden med kraften 1 Newton.
Man ritar en pil för att visa kraft i en figur.
Pilens riktning visar åt vilket håll kraften verkar.
Pilens längd visar hur stor kraften är.

Det går att räkna ut hur mycket kraft som behövs när arbetet ska utföras med den här formeln.

W = F • s = G • h

Då är:

W = arbete
F = dragkraften
s = den sträcka som man drar
G = tyngden
h = lyfthöjden

Sträckan och höjden ska vara i meter.
Tyngden, kraften som behövs för att lyfta är i Newton.

Arbetets enhet är Joule (J)

G = ____ N F • ___ = ____ N • ____ m

H = ____ m

s = ____ m F = —————

W = F • s F = ————— N

W = G • h

F = ______ N

Räkneuppgifter

(Integrera med matematik om det verkar intressant, annars lämnas räkningar till högstadiet.)

Lutande planet på Astel

Friktion

Lasta en skokartong med t ex en sten.
Gör hål i kanten så att man kan fästa kraftmätaren.
Dra kartongen på olika underlag: korkmatta, tyg, sand (sandpapper).
Vänd kartongen på sida och på högkant.
Blir det någon skillnad i kraft när ytan är mindre men tyngden är den samma?

Friktionen beror bara på hur grova ytorna är och hur tungt föremålet är.

Dra ytterskor på olika underlag.
Pröva friktionen ute: på asfalt, grus, is, gräs, snö.

I vilka situationer vill man ha stor friktion?

När man bromsar, mellan skosulan och underlaget när man kör sparkstötting.

Friktion på Astel

Minska friktionen

En svävare minskar friktionen med hjälp av luft.

Den här svävaren är gjord av en CD, en filmburk och en ballong.

Beskrivning finns i boken Inspirerande fysik och kemi, Hans Persson.
Boken kan lånas inom projektet.

I vilka sporter vill man minska friktionen?

Skridskoåkning, skidåkning, backhoppning, curling, rodel, bob (kälkåkning)...

Tröghet

Något som ligger stilla försöker fortsätta att ligga stilla.
Något som rör sig försöker fortsätta att röra sig.

Ställ några saker på ett papper på bordet.
Dra snabbt undan papperet. Hur går det med föremålen?

De står vanligen kvar.

Pröva med lättare och tyngre saker. Blir det någon skillnad.

De tyngre förmålen rör sig mindre.

Hur brukar man göra för att få ut den sista ketchupen ur flaskan?

Håll flaskan upp och ner (helst med korken på) och slå den hastigt nedåt.

Varför samlas ketchupen vid flaskans mynning?

Den försöker fortsätta samma rörelse som flaskan hade innan den stannade.

Snurra ett rått ägg på golvet. Stanna det med handen ett ögonblick och släpp det igen.
Vad händer?

Ägget rör sig när man släpper det igen. Innehållet försöker fortsätta den rörelse som skalet hade innan det stannade.

Sätt dig i en gunga. Hoppa ur den stillastående gungan så långt du kan. Det blev inte så långt.
Ta fart med gungan. Hoppa ur i farten. Varför kommer du längre på det sättet?

Trögheten gör att kroppen fortsätter den rörelse som gungan hade innan du hoppade ur.

Ta på dig en tung ryggsäck och iaktta noga hur du gör. Berätta.

Först trär du i ena armen, sedan den andra. När du vill få upp ryggsäcken på ryggen gör du antagligen ett litet ryck med kroppen, som om du tänkte hoppa upp. Ryggsäcken fortsätter rörelsen som du har startat och hoppar högre upp på ryggen.

Det är också trögheten som åstadkommer det man kallar ”centrifugalkraften”.
När tvättmaskinen centrifugerar ändrar kläderna riktning hela tiden.
Men vattendropparna fortsätter av sin tröghet, rakt, den rörelse som kläderna hade ett ögonblick och flyger ut genom hålen i trumman.

Tröghet och massa

Rulla en flörtkula, en tennisboll, järnkula (som man använder för kulstötning).
Känn hur mycket kraft du använder för att starta och stoppa kulorna. Vilken regel märker du?

Det behövs mera kraft ju större massa kulan har.

Krafter åstadkommer rörelse och jämvikt

En boll har tyngdpunkten i mitten.

Det är för att bollen har regelbunden form och materialet är lika tungt på alla sidor.

Ta reda på tyngdpunkten för en oregelbunden figur

Rita och klipp ut en figur i kartong.
Använd en tråd som är lite längre än kartongfiguren.

Knyt fast en knappnål i ena ändan på tråden och häng en tyngd (mutter) i den andra ändan.
Stick knappnålen genom figuren alldeles nära kanten och låt både tråden och figuren hänga rakt ner.
Dra med penna ett streck på figuren där tråden går.
Lägg ner figuren och dra linjen med linjal (lodlinje).
Var noggrann.
Stick knappnålen nära kanten på en annan sida av figuren och gör en ny lodlinje.
Gör tre lodlinjer.
Där linjerna korsar varandra är figurens tyngdpunkt.

När man stöder ett föremål i tyngdpunkten är det i balans. Det kallas jämvikt.

Tyngdkraften drar den neråt och stödkraften under tyngdpunkten trycker den uppåt.

Balansfigur

Gör en egen balansfigur av kartong efter modellen. Modellen finns på följande sida i elevhäftet.
Gör en spets av en tandpetare eller knappnål.
Tejpa fast en 50 cent eller annan tyngd.
Skriv t ex ditt namn på ”flaggan”.

Tyngdpunkt och stödyta

Klipp ut en figur som kan stå av dubbelvikt kartong. T ex ett hus eller en bil med taket vid den vikta kanten.
Ta reda på tyngdpunkten som ovan.
Ställ figuren på en kartongskiva. Tejpa fast en linjal bredvid figuren, så att den inte glider när man lutar skivan.

Luta skivan och se efter var tyngdpunkten är när figuren välter.

Stödyta är det område som figuren står på.
När man lutar underlaget hamnar tyngdpunkten snart utanför stödytan och då välter figuren.

Man kan bygga figurer av modellera eller djur av kottar för att undersöka sambandet mellan tyngdpunkt och stödyta.

Tyngdkraft och jämvikt på Astel

Rörelse

Bygg en bana för glaskulor

Man kan bygga av kartong, tomma hushållsrullar, eller kluvna fiskacell-rör (isoleringsmaterial).
Få kulan att 1. öka farten (accelerera), 2. röra sig likformigt (samma fart), 3. ändra riktning och 4. röra sig rätlinjigt på olika avsnitt av banan.
Vid slutet av banan 5. retarderar kulan och stannar småningom. Vad beror det på?

Mest friktionen.

Vilka krafter påverkar kulan under färden?

Tyngdkraften drar kulan neråt. Friktionen bromsar den. Trögheten får den att fortsätta rörelsen som den har börjat.

Promenera och ta tid

Mät upp en sträcka utomhus.
Gå sträckan och mät hur lång tid det tar.
Vad är din hastighet? (meter per minut)

Enklast är att promenera en minut och sedan mäta sträckan.

Försök gå samma sträcka igen: på precis samma tid,
men så att du ökar farten i början och minskar farten i slutet.
Gå sträckan på halva tiden och på dubbla tiden.

Vindkraft och vattenkraft

Gör en vindsnurra av tjockt papper eller tunn kartong. Ritning här.
(I elevhäftet finns ritningen på följande sida.)
Klipp upp flikarna och böj (utan att vika) in de flikar som har en
svart punkt mot mitten.
Stick en knappnål genom punkterna och genom mittpunkten.
Fäst snurran i en käpp.
Snurran rör sig lättast om den sitter i ändan på käppen.

Nu driver vindkraften bara själva snurran.
Om man fäster snurran i käppen med två nålar, får man hela käppen att snurra.
Då har käppen blivit en axel som kan överföra kraften från vinden till något annat.
Ett vattenhjul fungerar på samma sätt.
Gör en ställning för vindsnurran:
Stick axeln genom tillräckligt stora hål i övre kanten på en mjölkkartong och lägg stenar eller sand i kartongen så den står stadigt.

Vattenhjul

Man kan göra ett vattenhjul av en rund plåtbit, t ex lock från en konservburk.Se bilden.

Klipp hack i kanten och vik varje flik diagonalt.
Axeln kan vara en lång spik eller grov järntråd. Man trär axeln genom hjulet
så att den sticker ut på båda sidorna och fäster den i hjulet med lödtenn. Om vattenhjulet ska vara ute kan axeln hänga i två grenklykor, som är nerstuckna i marken på varsin sida om ett rinnande vatten.

Ett gummiband om axeln kan föra över kraften till ett hjul. Rem och remskiva kallas det.

Historia

Den snurrande axeln kunde driva t ex en svarv.

Ett kugghjul kan överföra kraften till ett annat kugghjul, som kan snurra vinkelrätt mot det första. Så fick man kvarnstenen att snurra i en väderkvarn eller vattenkvarn.

Se animation

Om man fäster hjul som har någon annan form än cirkel på axeln, får man kraften att verka i andra riktningar. Ett sådant hjul kan lyfta upp och släppa ner något, t ex en hammare. Sådana jättehammare fanns förr på järnbruk och drevs med vattenkraft.

Se animation

Om kraften ska driva något som rör sig fram och tillbaka, sätter man en tapp i hjulet (som en vev) och låter den dra en anordning med ett avlångt hål (vevstake). Så drogs ramsågar av vattenkraft.

Se animation

Kraft och rörelse på Astel

Att röra sig tryggt och förebygga olyckor

Cykla och bromsa på olika underlag, med olika tung last och olika hastighet.
Mät bromssträckan.

Pröva och diskutera spelregler, risker och rekommendationer om tossor / skor i samband med ett spel i gy-salen, t ex innebandy.

Jordens och månens rörelser, solsystemets och stjärnhimlens strukturer

Dygnet

Tänd en lampa som står mitt i rummet ett par decimeter över golvet.
Ställ jordgloben en bit i från lampan.
Märk ut vårt land med t ex häftmassa.
Iaktta hur ljusstrålarna faller på jorden.

Snurra jordgloben och se hur det blir dag och natt i vårt land och på andra delar av jorden.

Månaden

En elev föreställer jorden och vänder sig runt på stället.
En annan elev föreställer månen. Han går runt jorden varv på varv, men vänder alltid framsidan mot sitt par.
Klipp ut månen av papper eller använd en boll.
Märk ut ”framsidan”, den som vi alltid ser och som ibland liknar ett ansikte.
För månen runt jordgloben, alltid med ”ansiktet” mot jorden.
Ett månvarv är en månad.

Bläddra och se månen bli hel och halv

På adressen
http://www.edu.fi/svenska/fyke/
finns mycket material för fysik och kemi.
Välj Astronomi > ladda ner filer inom detta område.
Spara zip-filen och öppna den.
Filen 'Ny- halv- och fullmåne' blir ett litet häfte som man kan bläddra snabbt och få bilderna att röra sig.
Skriv ut, klipp, stifta ihop och bläddra.

Månen är en naturlig satellit.

Bygg en ”satellit” av ett snöre, 15 cm plaströr och två lika stora klumpar häftmassa.
Pröva hur satelliten hålls i bana när det är balans mellan satellitens hastighet och jordens dragningskraft (avståndet till jorden).
Se beskrivning på Astel; Tyngdkraft och jämvikt, gå till sidan 7.

Året

Flytta jordgloben runt lampan. Se till att jordaxeln alltid lutar åt samma håll.
Iaktta hur ljuset faller på Lappland på sommaren, dag och natt.
Märk ut platsen på golvet med ett kort med ordet 'sommarsolstånd'.
Flytta jordgloben ett kvart varv.
Se hur dag och natt är lika långa över hela jorden. Märk ut platsen med 'höstdagjämning'.
(Vi på norra halvklotet har höstdagjämning den dagen. Men på södra halvklotet har man vårdagjämning.)
Jordgloben rör sig ett kvart varv till och det blir vintersolstånd hos oss.
Jorden rör sig ett kvart varv till och det blir vårdagjämning hos oss.

Zodiaken

Eftersom jorden flyttar sig runt solen, syns en del stjärnbilder bara vissa årstider.
Tolv stjärnbilder som ser ut att finnas i en cirkel runt jorden kallas zodiaken eller djurkretsen.
På natten, när vår sida av jorden vänds bort från solen, kan vi se ut i rymden och på de stjärnor som finns åt det hållet.
På vintern är jorden på den ena sidan om solen och stjärnbilden Stenbocken på den andra. Då kan man inte se Stenbocken från jorden. Man säger att ”solen står i Stenbocken” 22 december - 20 januari.
De som har stjärntecknet Stenbocken har födelsedag medan solen är i vägen för Stenbocken.
Bygg upp zodiaken runt jordgloben och sol-lampan.
De elever som är födda i Stenbockens tecken ställer sig på Stenbockens plats. Vattumännen ställer sig bredvid, sedan fiskarna.
Vädurarna ska stå där kortet med 'Höstdagjämning' finns. Vid den tiden syns Väduren. Men när det är vårdagjämning och vädurarna fyller år, syns inte Väduren.
Låt jorden vandra ett varv till och se hur den ena stjärnbilden efter den andra hamnar bakom solen.

”Karta” över jordens färd i ekliptikan

Stenbocken 22/12-20/1, Vattumannen 21/1-18/2, Fiskarna 19/2-20/3, Väduren 21/3-20/4, Oxen 21/4-21/5, Tvillingarna 22/5-21/6, Kräftan 22/6-22/7, Lejonet 23/7-23/8, Jungfrun 24/8-22/9, Vågen 23/9-23/10, Skorpionen 24/10-22/11, Skytten 23/11-21/12

Bilder av stjärntecknen som eleverna kan använda som skyltar när de bygger zodiaken.

Solsystemet

Bygg en modell av solsystemet
På planetverkstaden finns handledning och färdiga modeller till planeterna att skriva ut.

Se animation av planeter och annat som rör sig i solsystemet.

Fakta och övningar om solsystemet, läs på webben eller skriv ut.

Obs! Det finns ingen astronomi-text i elev-häftet

Beställ ett planetarium

Ursa-planetariet kan beställas med eller utan guide.

Man sätter upp det i gy-salen och en projektor visar stjärnhimlen i taket på planetariet.

Vad består luften av?

Luften består mest av kväve. Syret, som vi behöver är, en femtedel av luften.
En mänska andas nio kubikmeter luft på ett dygn.
Det är 500 liter syre.
Alla andra gaser i luften, t ex ädelgaser och koldioxid är bara en procent av luften.
Gaserna består av atomer.
Syre-atomerna sitter ihop två och två. Det kallas syre-molekyler och har beteckningen O_2.
På samma sätt bildar kvävet i luften molekyler, N_2.
Molekylerna i en gas rör sig fritt och är ganska långt ifrån varandra.

Om molekylerna i luften skulle vara 10 cm stora bollar, skulle de vara en meter från varann.

Om man pressar ihop en gas övergår ämnet i flytande form.
Det kan man höra när man skakar en gasflaska, det skvalpar.
Samma sak händer om man kyler ner en gas tillräckligt mycket.
Gaser kan till och med frysa till fast form om det är tillräckligt kallt eller högt tryck.
Frusen koldioxid är nästan 80 grader kall.
Om man har en bit frusen koldioxid i ett vanligt rum, ryker den och blir den direkt till gas.

Man ser inget flytande koldioxid. Därför kallas den torr-is.

Elda upp syret

Ställ ett värmeljus i ett tefat med vatten. Ställ ett upp och nervänt glas över ljuset. Markera med tuschpenna på glaset hur högt vattnet når.
Tänd ljuset.
Vad händer med ljuset?

Det slocknar efter en stund, när syret tar slut.

För att något ska brinna behövs värme, bränsle och syre.
När syret är slut slocknar ljuset.
Vad händer med vattnet?

Vattenytan stigen, för att fylla tomrummet efter syret i glaset.

Mät med linjalen hur högt vattnet steg. Hur stor del av luften var syret som brann upp?

En femtedel.

Att vattenytan stiget en stund efter att ljuset har slocknat torde bero på att gasen som finns kvar i glaset har blivit uppvärmd så att den tar större plats än vanligt, tills den svalnar.
Vilken gas finns kvar i glaset?

Kväve.

Det har också bildats lite koldioxid p g a förbränningen.

Tillverka koldioxid

Det bildas koldioxid när man blandar

bakpulver och ättika
matsoda (bikarbonat) och ättika
Samarin och vatten.

Koldioxiden tränger undan syret.
Man kan se att det fattas syre om man håller en brinnande tändsticka ovanför blandningen.
Häll den osynliga gasen som du har tillverkat över ett brinnande ljus.

Sumpgas

När något förmultnar eller förbränns fullständigt bildas bara koldioxid och vatten.
Sjögräs som vissnar och sjunker till bottnen i en sjö, får inte alltid tillräckligt med syre för att kunna förmultna. I stället bildas sumpgas.
Gå ut en dag på sensommaren.
Trampa på sjöbottnen.
Samla gasen som bubblar upp i en plastpåse.
Knyt ihop påsen och vänta till kvällen, eller gå till något mörkt ställe. (Eldslågan syns knappt i solsken)
Klipp ett litet hål i påsen och tänd gasen snabbt innan allt pyser ut.

Vi undersöker vatten

Ytspänning

När man har vatten i ett glas eller provrör, kan man se att ytan är högre vid kanterna än på mitten.
Vattnet fäster sig vid glaset.
Där det finns tidvatten, kan man se samma fenomen ute i naturen.
Vattenytan sjunker när tidvattnet går ut. Men ytan längs strandstenar är högre än ytan längre ut.
Fyll ett glas eller en sked med vatten. Ytspänningen gör att det går att fylla kärlet lite högre än kanterna. Kärlet är alltså fullt ”med råge”.
Droppa vatten på ett en OH-film eller på vattenavstötande tyg (ytterplagg). Se hur ytspänningen formar vattnet till en droppen.
När ljuset bryts i vattendroppen, fungerar den dessutom som förstoringsglas.
Placera gem och andra lätta metallföremål på ytspänningen.
Det lyckas bäst om man lägger ner dem med gaffel.

Man kan strö små bitar av torra blad (t ex oregano) på vattenytan.
Droppa lite diskmedel i vattnet.
Vad händer med föremålen på ytan?

Metallföremålen sjunker.
De lätta flingorna rör sig snabbt bort från diskmedlet.

I naturen använder skräddarna möjligheten att gå på ytspänningen.

Hur blir det ytspänning och hur går den sönder?

Vattenmolekylerna håller hårdare fast i varandra vid ytan än i resten av vattnet. Därför är ytan starkare än vattnet under ytan.
Diskmedel, tvättmedel och tvål innehåller tensider som fäster sig vid vattenmolekylerna i ytan. Då kommer ytans vattenmolekyler längre ifrån varandra och ytan blir svagare.
Metallföremålen sjunker då genom ytan.
När man droppar diskmedel i vattnet, sprider tensiderna snabbt ut sig över vattenytan.
Man kan se det om man har vatten i ett genomskinligt kärl på OH.
Oreganoflingorna är så lätta att de dras med tensiderna över ytan.

Tensider har en ”vattenälskande” (hydrofil) ända, som de vänder ner mot vattenytan och en (hydrofob) del som inte kan fästa sig vid vatten utan vänds upp mot luften.
När man dramatiserar lösning (nedan) kunde man säga att tensiden har ”en hand med vante (vattenlöslig) och en armkrok (fettlöslig)”. Därför kan man tvätta bort fett med diskmedel i vatten.

Vattentryck (hydraulik)

Fyll en flaska med vatten och skruva på korken. Tryck på den.
Tyck på en flaska som är full med luft.
Vilken är skillnaden?

Vattnet låter sig inte tryckas ihop.

Men luften, som består av gas, tar mycket mindre plats när trycket är högre.

Två olika stora plastsprutor (apotek) i varsin ända på en tunn slang (tillbehör för bilar eller Clas Olsson).

Sätt fast den mindre sprutan i slangen utan att ha i kolven.
Fyll slangen och den mindre sprutan med vatten.
Sätt sedan den större sprutan i andra ändan av slangen.
Den större sprutan ska vara tom och kolven inskjuten när man fäster den på slangen.

Tryck in kolven på den mindre sprutan.
Vad händer i den större?

Kolven trycks ut en liten bit.

Sprutorna har mått på sidan.
Avläs hur mycket vatten som trycks ut ur den ena sprutan och hur mycket vattnet ökar i den andra.
Sprutorna har olika diameter.
Hur lång väg rör sig kolven i den smala sprutan?
Hur lång väg rör sig kolven i den tjocka sprutan?

Vad man förlorar i väg vinner man i kraft

Att trycka in kolven i en smal spruta fordrar mindre kraft än att göra det i en tjock spruta.
Men om den smala sprutan är lång kan man trycka ut lika mycket vatten (uträtta lika stort arbete) med den som med den tjocka sprutan.
När man använder vätsketryck för att uträtta arbete kallas det hydraulik.
'Hydr-' betyder vatten men vanligen använder man olja. Vatten skulle kunna frysa eller få metalldelar att rosta.

Utför arbete med sprutorna

Tryck in kolven på den ena sprutan och låt kolven på den andra sprutan lyfta t ex pulpetlocket.
I grävmaskiner och lyftkranar används hydraulisk kraft.
Bygg en grävmaskin.

Tips

Ytspänningen kan göra att en luftbubbla täpper till en smal slang, så att vattnet inte kan passera.
Man kan tömma hela systemet och börja om.
Det går också att sticka hål på ytspänningen med en nål och släppa ut luften. Man trär nålen på en tråd, så att man kan dra ut den igen.

Lyftkraft

Det finns båtar av stål och andra tunga material.
Hur kan de flyta och dessutom bära en tung last? Det ska vi undersöka. *)
Pröva om modellera flyter.
Att en del material flyter och andra sjunker beror på materialets täthet, densitet.
Styrox har låg täthet, lägre än vatten har.
Järn har hög täthet, högre än vatten.

Bygg en båt

Gör en båt av modellera och pröva om den flyter. Lasta den.
Varför sjunker inte modelleran när den är en båt? *)
En tom ballong eller badboll sjunker nästan helt under vattenytan.
Men en uppblåst ballong flyter högt på vattenytan.
Vattnet påverkar alla föremål med lyftkraft.
På ett stort föremål är lyftkraften stor.
Om det stora förmålet också är tungt flyter det inte men det är mycket lättare att lyfta i vatten än i luft.
Under vatten kan man lyfta tunga saker, som man inte skulle orka på land. Men om det man lyfter kommer upp över vattenytan, känns det genast mycket tyngre.
Fyll en ballong med vatten.
Sänk ner den i vatten. Hur känns ballongens tyngd under vatten?

Det känns inte som om den vägde någonting.

Lyft den över ytan. Hur känns tyngden ovanför ytan?

Den känns tung.

Hur mycket mindre tyngd har den i vatten?

Om man sänker ner vattenballongen i ett kärl fullt med vatten, rinner en del vatten över kanten.
Det vattnet kan man samla upp och väga.
Så mycket som det undanträngda vattnet väger, lika mycket mindre tyngd har föremålet när det är nersänkt i vattnet.

Det kom Archimedes på och det kallas Archimedes lag.
Archimedes levde i Grekland under antiken.
Det var han som hoppade ur badet och sprang ut och ropade ”HEUREKA!” (Jag har funnit det!)
Tyngden mäts i Newton.
Men förmålet har inte tappat massa.
Massan mäts i gram. Egentligen borde det inte stå både gram och Newton på en kraftmätare, utan bara Newton.
*) Svar:
1. När man plattar ut modelleran till en båt blir den mycket större än när den var en klump.
Då påverkar vattnet den med mycket större lyftkraft.
2. Det finns också luft i båtens lastrum.
Luften har mycket lägre täthet än modelleran.
Hela båten (modelleran + luften) har tillsammans lägre täthet än modelleraklumpen som du byggde av.
Den låga tätheten och den stora lyftkraften får båten att flyta så bra att den också kan bära last.
Tryck ner en uppblåst ballong eller boll under vattenytan.
Den får så stor lyftkraft att den riktigt flyger upp ur vattnet.

Blandningar

Blanda en matsked potatismjöl i ett glas vatten. Rör om.
Vilken färg har blandningen?

Vit.

Vänta några minuter.
Hur ser det ut i glaset?

Mjölet har sjunkit och vattnet är klart.

Hur känns potatismjölet när man rör om igen?

Hårt.

Potatismjöl blandas med vatten men löser sig inte.
Blanda sand och järnfilspån.
Man kan skilja dem åt igen med en magnet.
Om man först sätter magneten i en plastpåse slipper man bekymmer järnfilspån på magneten.

Lösligt och olösligt i växter

Potatismjöl (stärkelse) och socker (glukos) består av samma ämnen
men de är uppbyggda på olika sätt.
En enda stärkelse-molekyl består av en lång kedja av ca 2500 glukos-molekyler.

Potatis-plantan tillverkar socker genom fotosyntes i bladen.
Sockret är löst i vatten och transporteras genom ledningar (”bladnerver”).
Växten lagrar näringen som den har tillverkat, men inte som socker utan som stärkelse (potatisar) som inte löser sig i vatten.
När man sätter en potatis i jorden omvandlas stärkelsen till socker igen. Sockret löser sig i vatten och kan transporteras från den gamla potatisen för att bygga upp en ny planta.
Om en potatis fryser omvandlas en del av stärkelsen i den till socker.
Det känns på smaken.

Tillverka potatismjöl

Riv rå potatis.
Lägg massan i vatten och rör om.
Häll blandningen genom en sil.
Låt vattnet stå någon timme eller till följande dag, så sjunker stärkelsen till bottnen.
Häll av vattnet. Häll på rent vatten.
Låt stå och skölj igen.
Låt mjölet torka eller använd det vått att reda av lite saftsoppa med.

Lösning

Lägg en tesked socker i ett glas vatten.
Efter en stund kan man inte se bara vatten eller bara socker någonstans i glaset, ens med mikroskop.
Sockret har löst sig i vattnet.

Löser sig socker snabbare i kallt vatten än i varmt?

Gör en vetenskaplig undersökning.
Presentera resultaten i ett stapeldiagram.

Vad påverkar fasta ämnens löslighet?

Lös en sockerbit i vatten.
Bestäm några faktorer som kan ändras och som kan tänkas påverka hur fort sockret löser sig.
Gör en tabell över hur du tror att det kommer att gå och hur det gick.
Rita ett stapeldiagram över hur länge det tar att lösa sockret under olika förhållanden.
Gör försöket med en tesked strösocker.
Gör försöket med flera bestämda temperaturer på vattent.

Exempel

Det som ändras	Jag tror ____ min	Det tog ____ min
Kallt vatten, ingen omröring
Varmt vatten, ingen omröring
Kallt vatten, omröring
Varmt vatten, omröring

Obs!
Sockret är löst också i varmt vatten (eller kaffe).
Smält socker får man om man värmer socker i en stekpanna tills det blir en flytande massa.
Det brukar man sätta ihop pepparkakshus med.

I vatten kan man t ex lösa salt, som är ett fast ämne.
Koldioxid, som är gas, kan också lösas i vatten. Det är koldioxid som bubblar i läskedrycker.
I naturen löser sig syre i vatten t ex när vattnet och luft blandas i en fors.

Fiskarna andas det lösta syret (inte det syre O som finns i vattenmolekylen).

Mättad lösning

Hur mycket salt kan lösas i ett glas vatten?
Väg vattnet.
Väg saltet som du tänker lösa.
Tillsätt lite salt i gången, vänta, rör om tills det blir olöst salt kvar på bottnen.
Väg lösningen när det inte går att lösa mera salt.
Blev det salt över? Väg det, så att du får veta hur mycket salt som gick att lösa.

Saltet och vattnet har fortfarande samma massa som när de var skilda åt. Lösningen är därför tyngre än vattnet var innan man satte i saltet.

Hur många gram salt gick att lösa?
Går det att lösa socker i den mättade saltlösningen?

Ja.

Man kan skriva med mättad saltlösning på ett svart papper.

Nästa dag syns texten.

Obs! Att värma vattnet, som i försöket med socker, gör mycket liten skillnad när det gäller salt.

Dramatisera lösning

Vad händer när salt löser sig i vatten?
Hälften av eleverna får föreställa vattenmolekyler. De kan ha varsin skylt med H₂O (post-it-lapp i pannan eller skylt utskriven från sidan Material).
Vattenmolekylen är positiv i ena ändan (H⁺) och negativ i andra ändan (O^-).
De som föreställer vattenmolekyler markerar högra handen röd (+) och vänstra blå (-) t ex med färgat band om handleden eller med vante.
Resten av eleverna är i par. De föreställer salt (NaCl) som också är positiv i den ena ändan och negativ i den andra.
Den ena är Na⁺och den andra är Cl ^-_.De håller i varandra, men lite löst.
Sådana partiklar som har olika laddning dras till varandra.
När saltet blandas med vatten, släpper Na och Cl ur varandra. De dras starkare till vattnet än till varandra.
Vattnet drar Na⁺ till sin O ^--sida och Cl ^- till sin H ⁺-sida.
Eleverna står nu tre och tre Cl-H₂O-Na. Röda händer håller i blå händer.
Saltet har löst sig i vattnet.

Fettlösliga ämnen (t ex olja) har ett annat sätt att binda sig till varandra.
De har ingen + eller - sida att fästa vid vattenmolekylerna. Därför löser de sig inte i vatten.
Man kan dramatisera det så här:
Några elever föreställer olja. De har inte röd- eller blåmarkerade händer, utan fäster sig vid andra fettlösliga molekyler genom att ta varandra i armkrok. (T ex A-vitamin, D-vitamin och oljefärg är fettlösliga.)

Kapillärkraft

Ytspänningen gör att vattenytan stiger mot kanterna av ett kärl.
Du kan se kapillärkraften i rör av glas. Plastsugrör fungerar inte.

Hur går det med vattenytan inne i rören?

Den stiger. Ju tunnare rör desto högre stiger ytan.

Kapillärkraften fungerar också med andra vätskor.
Hälsovårdaren använder kapillärkraften när hon tar blodprov från fingertoppen.
Blodet stiger upp en bit i det smala röret av sig själv.

Mycket smala rör kallas kapillärer. I dem får ytspänningen hela ytan att stiga.
Doppa ena kanten av en bit hushållspapper i vatten.
De tunna springorna i papperet gör att vattnet stiger med kapillärkraft.
Jämför olika material: pappershandduk, toalettpapper, kaffefilter, disktrasa, tyghandduk.
Gör en vetenskaplig undersökning och presentera resultatet i ett diagram.
Använd olika färger i diagrammet för olika material. T ex toalettpapper: röd kurva, pappershandduk: blå kurva, kaffefilter: grön kurva.

Genom smala sprickor i jorden stiger vattnet i marken med kapillärkraft, så att växterna kan nå det.

I de tunna ledningarna inne i växterna fortsätter vattnet att stiga med kapillärkraft.

Separationsmetoder med vatten

Ämnen som är lösta i vatten kan man skilja från vattnet igen, för att sedan försöka ta reda på vilket ämne det är fråga om.

Kromatografi

Vattnet som stiger med kapillärkraft tar med sig vattenlösliga ämnen.
Klipp 1 cm bred remsa av kaffefilter.
Rita en prick med vattenlöslig tusch ett par cm från ena ändan på remsan.
Håll yttersta ändan av remsan i vatten.

Vad händer med färgen när vattnet kommer dit?

Den följer med. Svart färg delar upp sig i flera färger.

Olika färger rör sig olika långt genom papperet.
På det här sättet kan man skilja åt olika ämnen.
Man kan också ta reda på vilket ämne som har lämnat spåret genom att jämföra med tidigare experiment.

Lös mysteriet

Samla flera svarta, vattenlösliga tuschpennor.
Någon gör en punkt med en av dem på en filterpappers remsa utan att de andra ser.
Ta reda på vilken penna som användes med hjälp av kromatografi.
En doppar ”den mystiska remsan”.
De andra gör remsor med punkter från alla pennorna och doppar dem.
Till sist jämför man vilken av kromatografi-bilderna som liknar den första mest.

Kromatografi hos Tom Tit

Indunstning

Hur kan man får salt ur havsvatten?

En varm, regnfattig sommar avdunstar vattnet från strandklipporna och saltkristallerna blir kvar på stenen.

På samma sätt tillverkar man havssalt i varma länder. Men det lönar sig inte i Östersjön. Där finns för lite salt.
I världshaven finns det 3,5 % salt, i Östersjön är salthalten under 1 %.

Koka en saltlösning tills allt vatten har avdunstat.
Hur kan man ta vara på vattenångan och göra den till sötvatten?

Man leder in den i ett kärl och kyler den eller låter den svalna.

Filtrering

Vatten och ämnen som är lösta i vattnet rinner genom ett filter, men fasta partiklar blir kvar i filtret.
Kaffekornen blir kvar i kaffefiltret, men färgen och smaken löser sig i hett vatten och rinner igenom filtret.
Tepåsen är ett likadant filter.
Det som rinner igenom filtret kallas filtrat.
I naturen filtreras vattnet genom sand.
Snäckor och musslor får mat genom att filtrera småkryp (plankton) ur vatten.
I akvarier och simbassänger pumpar man vattnet genom ett filter för att hålla det rent.
All mjölk filtreras i lantbrukarens mjölkrum innan den skickas till mejeriet.

Pröva att filtrera olika material ur vatten med kaffefilter: (ren) sand, sönderstött kol, potatismjöl.
Ta ett nytt filterpapper och filtrera en gång till. Jämför resultaten.
Använd dubbelt filterpapper. Sätt bomull i filtret Jämför.

Separationsexperiment på edu.fi

Flera separationsmetoder

En del torra ämnen går att skilja åt utan att man använder vatten.
Hur skiljer du
sand och järnfilspån?

Med magnet.

finsand och grus?

Med ett sikt.

sand och is?

Smälter och filtrerar eller låter vattnet avdunsta.

Vattenrening

Det kommunala dricksvattnet kommer från någon sjö och renas innan det släpps in i vattenledningen.
Varifrån kommer dricksvattnet i er kommun?
Avloppsvattnet renas innan det släpps ut i en sjö eller i havet.
Avloppsvatten från en liten strandbastu ska ägaren själv rena så att inte tvål gödslar sjövattnet.
I reningsverk renas vattnet på flera sätt.

Mekaniskt:
- Filtrering: Vattnet silas genom ett grovt filter eller galler så att stora saker fastnar.
- Sedimentering: Vattnet ligger stilla i en bassäng och tunga partiklar sjunker till bottnen.
Biologiskt:

Mikroorganismer bryter ner (äter) organiskt avfall (sådant som har varit levande).
Kemiskt:

Man sätter t ex kalk i vattnet. Det förenas med fosfor (från tvättmedel) till klumpar som flyter på ytan (flockning). Sedan skummar man bort klumparna.

Bygg ett reningsverk av en plastflaska

Gör en tratt av övre delen av flaskan.
Sätt ett kaffefilter i tratten.
Sätt ren sand eller bomull och sönderstött kol i filtret.
Filtrera nersmutsat vatten.
Filtrera färgstark läsk.

När man ska rena dricksvatten i naturen, filtrerar man det genom vitmossa och kol.

Ett reningsverk med sand fungerar bäst om vattnet rinner långsamt igenom.

Bygg ett reningsverk med sand

Ta in ”ren” snö, smält den, filtrera och granska filtret.

Besök ett reningsverk. Obs! Det luktar.

Viksbacka reningsverk i Sibbo (luktar inte på webben)

Samla vattenånga

På havet kan man bli utan sötvatten. När solen värmer kan man samla in vattenångan som avdunstar från havsvatten och få sötvatten.

Sätt en svart soppåse utanpå skålen, så den drar till sig solvärmen.
Sätt saltvatten i bottnen på skålen.
Ställ en liten burk mitt i vattnet på en sten.
Bind plastfolie löst över skålen. Tryck ner det i mitten med en sten, så att vattendroppar som kondenseras på plasten rinner ner i den lilla burken.
Man kan också knyta fast en tråd på undersidan av plastfolien, för att styra vattendropparna.

Det går långsamt att göra sötvatten på det här sättet. Om det regnar, samlar man förstås regnvatten istället.

Surt och basiskt

Motsatsen till surt är basiskt. Den kallas också alkaliskt (t ex alkaliska batterier).
Syror och baser neutraliserar varandra.
Om man har hårt (basiskt) vatten, fastnar det kalk i kaffebryggaren. Sur ättika tar bort den.
Starka syror och baser är frätande.
En del ämnen ändrar färg när de påverkas av en syra eller en bas.
Hur regerar te när man sätter citron i?

Det blir ljust.

Rödkålssaft är den indikator (”visare”) som man brukar använda på lågstadiet.
Man kokar rödkålsbitar i vatten. Spadet blir violett.
Man kan låta en del av vattnet koka bort, så spadet blir mera koncentrerat.
Det blir mycket saft av ett kålhuvud.
Saften går att frysa i isfack för kommande behov.

Sätt lite rödkålssaft i flera glas och blanda i t ex citron, tvättmedel, apelsin, läsk, krita, makindiskmedel (akta!), matsoda, ättika, tvål mm
Rada glasen i ordning från det suraste till det mest basiska.
Måla av de olika färgerna som uppkommer och skriv vilket ämne det är.
Placera färgerna i rad som en skala.
Surhet mäts i pH.
Det finns pH-papper att köpa. Papperet ändrar färg vid olika pH-värde och det finns en skala på förpackningen som visar vad färgerna betyder.
Något som är neutralt, varken surt eller basiskt, har pH-värdet 7.
Dricksvatten ska helst vara neutralt.
Regnvattnet blir surt när kol, svavel och andra luftföroreningar förenas med vattnet.
Många vattenorganismer dör av surt vatten.
Tvål och tvättmedel är i sig själva lite basiska. Baser är bra på att lösa fett och proteiner. De löser förstås också hudens fett. Medel som behöver vara hudvänliga gör man nu för tiden lite sura. Det brukar stå på förpackningen vilket pH de har.
Hudkräm ska helst vara svagt sur som är hudens normala tillstånd.

Flera bra sidor om surt och basiskt:

Surt och basiskt, laborationer för åk 4-6

Surt och basiskt på experimentbanken

Ämnen i jordskorpan

Gå ut en dag när marken ännu är fuktig efter regn, gärna på hösten då gräs och blommor har vissnat. Då syns stenarna bra. Leta reda på en vit sten, en röd sten, en prickig sten och en randig sten. Tvätta dem lite om de är dammiga.

Besök sidan 'Geologi i skolan'.

Bläddra fram följande sidor och jämför med stenarna du har hittat.

Troligen är den prickiga stenen granit. Det är en bergart som består av tre mineraler kvarts (vit), fältspat (röd eller grå) och glimmer (svarta blanka prickar).

Det tre mineralerna förekommer också var för sig som egna bergarter.
Glimmer kan också vara ljus. När glimmer inte är blandat med
andra mineraler ser det ut som tunna genomskinliga skivor.

Man kan hitta flak som är flera centimeter stora, ljusa (muscovit)
eller svarta (biotit).

Den randiga stenen är troligen gnejs. Den består av samma mineral
som granit. Men i gnejs är mineralerna hoppressade i lager.
Därför ser den randig ut.

Ibland är ränderna millimeter-tunna. Makadam (sepel) görs av gnejs.

Den vita stenen är antagligen kvarts, ett hårt mineral som man gör glas av.
Kvarts kan också vara ljusröd (rosenkvarts).

Den röda stenen består säkert av fältspat. Fältspat kan ha olika färger.
Den är 'spaltad'. Det kan se ut som trappsteg där stenen har gått av.
Om stenen är rundslipad av vatten och annan nötning
ser man ingen spaltning.
Åboland är asfalten röd av rödgranit.

Kalksten finns bara på vissa ställen i Finland, t ex i Pargas.
Kalksten är mycket mjukare än kvarts.

Sätt namnskyltar på stenarna och ställ ut dem. Man kan lägga stenarna i vatten så att färger och mönster blir tydliga.

Vilka material använder vi?

Se dig omkring i rummet. Vad är sakerna du ser gjorda av? Räkna upp så många material du hittar.
- trä, plast, papper, tyg, glas, garn, metall, keramik, rep, gummi, läder

Samla saker eller provbitar av flera olika material och sortera dem. Samarbeta med textilslöjdens materiallära.

Varifrån kommer de?

Plast

Vilka egenskaper har plast?
Smälter i värme, brinner, förmultnar inte, lätt, ofta mjukt, vattentätt.

Plast tillverkas av olja.
Det finns många olika plastsorter. När man samlar in plast för att smälta det och göra ny plastsaker, måste allt vara av samma sort.
I Finland samlas plast för att användas som bränsle. Plast innehåller mycket energi. PVC-plast ska inte brännas. Den avger giftiga ämnen.
PET-flaskor formas av små plastämnen (preformar), som värmts upp. Om man häller kokande vatten i Pet-flaska, drar plasten ihop sig igen och flaskan krymper. (Obs! Det heta vattnet rinner ut. Pröva i tvättstället.)

Platta yoghurtburkar

Vilken plastsort är det?

Är det PVC-plast?

Papper

Vilka egenskaper har papper?
Består av fibrer som kan ses med lupp, någor sträv yta - bra att skriva på, kan rivas, innehåller lim som löses upp i vatten, förmultnar.

Papper tillverkas av trä och av returpapper.

Tillverka eget papper

Tyg och garn

Tyg och garn görs både av naturfibrer och konstfibrer. Vilka är naturfibrerna?

Från djur: ull (av får, kanin, get, lama, alpacka m fl), siden (av tråd från silkesfjärilens larvens puppa)

Från växter: bomull (fröhår från bomullsplantan), linne (fibrer ur stjälken på linblommor), flera växfibrer: jute, hampa, nässla

Pröva att spinna

När man spinner tvinnar man ihop fibrer till en tråd. Tvinna ull eller bomull (vadd) till en 25 cm lång tråd. Sätt ihop trådens ändar, så att det blir en snodd. Använd som armband eller bokmärke.

Gör rep av nässelfibrer
Lägg nässlor att torka på sensommaren.
Bryt de torra nässlorna så att blad och skal faller i bitar.
Fläta fibrerna som finns inne i stjälkarna till rep.

Konstfibrer

De flesta tyg och garn som vi använder nu för tiden innehåller konstfibrer. Titta på lappen med material och tvättråd i kläderna. Konstfibrerna heter t ex polyester, polyamid, acryl, elastan, polypropen. De tillverkas av olja och är en sorts plast.
När plast smälter kan det dras ut till tunna trådar.
Sådana trådar kan tvinnas ihop och stickas eller vävas till tyg.
Fleecetyg är tillverkat av returplast från PET-flaskor.

Gör plasttråd själv

Glas

Vilka egenskaper har glas?
Genomskinligt, tungt, tål värme, smälter vid hög temperatur, skört, vatten "kryper upp längs väggarna" i ett kärl eller rör av glas.

Glas tillverkas av smält sand, soda och kalk. Sanden innehåller mest bergarten kvarts och smälter vid 1700 grader. Glas är lätt att återvinna. När man hettar upp det, smälter det igen och kan formas till nya glasvaror.

Glaspärlor av returglas med egen ugn

Keramik

Keramik tillverkas av lera. Lera är de allra minsta kornen av våra vanliga bergarter, granit, gnejs och fältspat.
(Gyttja däremot är organiskt material dvs från växter och djur.)
Mänskorna kunde tillverka keramik redan på stenåldern. De första krukorna brändes vid en öppen eld. Man eldade dygnet runt och makade lerföremålen långsamt närmare elden.
Nu för tiden bränner man keramik i elektriska ugnar.
Vilka föremål är gjorda av lera i dag?

Blomkrukor, toalettstolar, tegelstenar, klinkers, kakel, kaffekoppar ...

Vid 700 graders värme blir leran som våra blomkrukor. Vid 1000 grader bränner man tegel. Porslin bränns i ännu högre temperatur. Glasyren på keramikföremål är av salt.

Olika metoder att forma lerföremål

Om man inte har tillgång till brännugn, kan man nöja sig med att bara låta lerföremålen torka.
Lera som inte är bränd kan man blöta upp igen och återanvända.
Bränd lera nedbryts inte i naturen. Arkeologer har hittat skärvor av flera tusen år gamla keramikföremål. Men krukskärvorna stör inte miljön.

Det finns olika modelleringsmassor som härdar (stelnar) i vanlig ugn eller i kontakt med luft.

Gummi

Naturgummi tillverkas av sav från gummiträd och en del andra växter. Syntetgummi tillverkas av olja.
Vad behövs gummi till?

Bildäck, gummiband, gummihandskar, tuggummi och packningar som hindrar rörskarvar att läcka.

Men ditt suddgummi kanske inte alls är av gummi. Det kan vara av plast!
Både naturgummi och syntetgummi består mest av ämnena kol och väte.
Man försöker hitta sätt att återvinna gummit i gamla bildäck. Det går inte att göra nytt gummi av det, som när man återanvänder plast. Men man mal sönder gummit och blandar det i asfalt, cement eller plast och får användbart material.

Testa gummiband

Läder

Läder tillverkas av djurhudar. Läder är slätt på den sidan där pälsen har funnits. Mänskorna gjorde sina första kläder av djurskinn.

Vad tillverkar man av läder nu för tiden?

Skor, jackor, bälten, väskor ...

Av små restbitar av läder kan man göra ”handtag” till blixtlås.

Metaller

Vilka metaller känner du till?

Guld, silver, järn, koppar, zink, aluminium, krom, platina, bly, tenn ...är grundämnen.

Brons (koppar och tenn) och mässing (koppar och zink) är blandningar (legeringar).

Vilka egenskaper har metaller?
Hur ser de ut?

De har metallglans.

Hur känns de att ta i?

Kalla, de leder bort värmen från huden.

Hårda (de har fast form i rumstemperatur) utom kvicksilver.

Hur leder de värme och elektricitet?

Alla metaller leder värme och elektricitet bra.
Pröva att sätta en guld- eller silverring mellan batteriet och lampan i en strömkrets. Bra elledning, men dyr. Man använder gärna koppar i elledningar. Den är billigare än ädelmetallerna men leder ändå elektricitet bra.

Varifrån kommer metallerna?

Från metallmalmer i sten.
När man hettar upp malmen i en masugn smälter metallen och blir flytande.
Olika metaller smälter vid olika temperaturer.
Smält tenn i en skopa på spisplattan eller i brasan.

Flytande rent tenn är över 200 grader varmt. Akta mänskor och material omkring!
Man kan göra som när man stöper nyårlyckor, hälla tennet i ett ämbar vatten så att det formar sig fritt. Obs! vattnet fräser och stänker. Åskådare ska inte stå för nära.
Det går också att gjuta en bestämd figur i en form av gips.
Man kan blanda olika metaller när man har smält dem. En blandning av metaller kallas legering. De blandade metallerna är inte en kemisk förening. Deras molekyler är fortfarande skilda.
Tennet i nyårslyckor är inte rent utan innehåller en del bly (giftigt). Därför ska nyårslyckor sorteras som problemavfall.

Gjuta tenn

Gör först figuren av modellera eller ta en färdig plastfigur. En sida ska vara plan.
Lägg figuren i en ask som är några centimeter större än figuren, med den plana sidan neråt.
Blanda gipspulver med vatten enligt receptet på förpackningen.
Häll gipsmassan över figuren i asken.
Se till att figuren hålls fast mot bottnen.
Ta gipset ur asken och peta ut modellera-figuren när gipset har stelnat och torkat.
Häll smält tenn i gipsformen. Vänta tills metallen har svalnat innan du tar den ut formen.
Ungefär så här gjuter man också andra metaller.

Mera avancerad tenngjutning

Metaller går att återvinna. När man smälter ner metallskrot går det åt mindre energi än när man smälter metall ur malmstenar. Det lönar sig alltså att samla in och återanvända metaller. Allra mest lönar det sig att återvinna aluminium. Då sparar man 95 % energi jämfört med när man utvinner aluminium ur jordskorpan.

Vilka engångs-förmål av aluminium har du träffat på?

läskburkar, behållare till värmeljus, aluminiumfolie, ugnsformar till färdig-mat (leverlåda, paj).

Ett problem när man återvinner metall är att en del metaller är giftiga. De som arbetar med att smälta dem måste skydda sig mot giftet.

Utställning

Alla de material som vi använder kommer alltså från några få råvaror:

lera, sten, sand och olja ur jordskorpan

ull och skinn från djur

trä, naturgummi, bomull och andra fibrer från växter

Gör en utställning med råvarorna eller bilder av dem i mitten. Placera föremål av olika material runtom och dra trådar från varje sak till rätt råvara.
Det blir fint om elever kan hämta miniatyrer som dockhus-möbler, småbilar och barbi-kläder, som kan symbolisera riktiga saker.

Vad är ett ämne?

Samla begrepp om ämnen till begreppskartor.

Ta begreppskartorna som utgångspunkt för vad klassen behöver ta reda på om ämnen.

Kol - ett grundämne

Kol är ett grundämne som finns i allt som lever och allt som har varit levande.
Ett ämne kallas grundämne om det består av bara en sorts atomer.
Kol består bara av kolatomer. (Bränslet kol är inte rent kol men det innehåller grundämnet kol.)
I det här avsnittet ska du tillverka kol och ta reda på varför det finns i allt levande.

Kola i burk

Samla några torra löv, grässtrån, träbitar mm i en plåtburk.
Ställ burken på spisplattan sätt på ett lock.
Värm tills det luktar bränt.
Låt burken svalna innan locket tas av.

Vad har hänt med materialet?

Det har förkolnat.

Kolet fanns färdigt i det levande materialet. Inget nytt ämne har kommit in i burken.
Om man öppnar locket när kolet är hett, kommer syre in och kolet brinner upp.
Vad händer om man:
- rostar en skiva bröd för länge?
- bränner en bit kött eller fisk i stekpannan?

Det förkolnar. Man får se kolet som finns i allt organiskt material.

Varifrån har kolet kommit?

Vi andas in syre, som vi får från växtena. Syret finns i luften som molekyler.

Det är två syre-atomer som sitter ihop.

Vi andas ut klodioxid, som är en förening av syre och kol. En koldioxidmolekyl är två syre-atomer som sitter ihop med en kolatom.

Varifrån kom kolet? **)

Bygg kolets kretslopp

Bygg en scen med en mänska eller ett djur, en växt och en brasa. Se bild.
Gör röda syre-atomer och svarta kolatomer.
Klipp ut av kartong eller skrynkla tussar av rött och svart silkespapper.
Vi andas in syre (två röda) och ut koldioxid. (två röda med en svart emellan)
Visa att syre-molekylerna går från växten till djuret / mänskan.
Trä t ex upp syret på en tråd och koldioxiden på en annan. Fäst trådarna mellan växten och djuret / mänskan.
Växterna tar upp koldioxid som vi andas ut.
Visa att koldioxid-molekylerna går från mänskan / djuret till växten.
Varifrån kommer kolet som finns i den koldioxid vi andas ut? **)
Vad kommer in i kroppen, utom det som vi andas in? **)

**) Svar

Det som vi äter:

Kött, grönsaker, potatis och mjöl har varit levande. Grönsakerna har tagit upp koldioxid ut luften. Djuren har ätit växterna. De innehåller kol.

Rita och klipp ut något som mänskan eller djuret kan äta.
Sätt svarta kolatomer på.
Visa hur kolet går från maten till mänskan, till växten.
Vad är det som brinner i brasan?

Ved, som har varit levande och innehåller kol.

Vad finns i röken?

Koldioxid (två röda med en svart emellan) och vatten.

Vart går koldioxiden? Vem har nytta av den?

Växterna. De bygger upp ny ved, nya morötter och potatisar ...

Flera ämnen

Ämnena som finns i luften, marken och i djur och växter, används om och om igen.
De bildar föreningar och bryts ner igen till grundämnen.
Men det kommer inga nya grundämnen till jorden.

Känn igen ämnen

Ett ämne kallas grundämne om det består av bara en sorts atomer.
(Vatten är en förening. En vattenmolekyl består av en syre-atom och två väte-atomer.)
Det finns mer än 100 kända grundämnen. De flesta av dem är metaller.
Titta och känn på olika metaller: järn (verktyg), koppar (spik), silver (sked), tenn (lödtenn), zink (grå ytbehandling på spik), krom (vattenkran), aluminium (folie), guld (ring), kvicksilver (traditionell febertermometer). Obs! Kvicksilver är giftigt.
Några grundämnen är gaser.
Vilka egenskaper har en gas?
Den har ingen form utan sprider ut sig i hela kärlet som de finns i. Molekylerna rör sig fritt från varandra.

Vad känner du till om:
syre? Vi andas det, syre behövs för förbränning, järn och syre blir rost.
kväve? Största delen av luften är kväve, det brinner inte, det finns i urin och gödsel.
väte? Väte förenat med syre är vatten, det är lätt (förr i ballonger och zeppelinare), det är eldfarligt.
helium? Används i gasballonger, lättare än luft.
klor? Gas, blandas i simhallsvattnet.

Var har du träffat på de här grundämnena?

kol: Se ovan.
fluor: I tandkräm.
kalcium / kalk: Finns i mjölk, behövs för skelettet, äggskal innehåller kalcium.
kisel: I kvarts-stenar (vita), man tillverkar glas av sanden.
uran: Används i kärnkraftverk, radioaktivt.

Du känner redan till en hel del grundämnen.
Några av dem förenar sig inte med andra ämnen i naturen. Om man hittar guld, är det alltid blankt och fint. Guld är en ädel metall.
Järn däremot rostar när det kommer i kontakt med syre och vatten. De flesta ämnen förenar sig med andra. Några föreningar träffar du på varje dag.
vatten: syre och väte
salt: natrium (en metall) och klor
koldioxid: kol och syre
rost: järn och syre

Tillverka föreningar

Låt järnfilspån eller stålull rosta i vatten.

Tillverka koldioxid med Samarin och vatten eller matsoda och ättika.

Öva namnen på några ämnen i grupper eller par

Låt eleverna bekanta sig med de kemiska beteckningarna för några ämnen t ex med hjälp av ämneskorten som kan skrivas ut från webbsidan. Korten har framsida och baksida. Skriv ut dubbelsidigt eller kopiera dubbelsidigt.

Enligt profilen för goda kunskaper ska eleverna ”känna till kemiska symboler för grundämnen som finns i jordskorpan”. Men satsa inte på många och svåra beteckningar på det här stadiet. Eleverna kan välja de tio som de tycker är lättast. Öva gemensamt och i par. Förhör, beröm och lämna resten till högstadiet.

Kommentarer till bilderna på korten:

Växternas producerar syre. Man kan se syrebubblorna på vattenväxter.
Natrium är en mjuk metall som kan brinna. Natrium förenat med klor (en gas) är koksalt
Bergarten kvarts, som man gör glas av består av grundämnet kisel.
Man använder inte fosfor i självlysande leksaker, för fosfor är giftigt. Men fosfor kan lysa.
Bly är giftigt, därför försöker man byta ut blyhaglet mot rostfritt stål, men det är dyrare.
Nickel och kadmium finns i laddningbara nickel-kadmiumbatterier. Därför är de märkta NiCd. Kadmium är mycket giftigt, därför samlas batterierna in.
Jod finns tillsatt i salt som heter Jozo.
Med skruvar av titan kan man fästa konstgjorda tänder i käkbenet.
Svavel är ett gult pulver. Svavel finns bl a i äggula. Det är svavelföreningar som luktar i ruttna ägg.
Koldioxid är gasen som gör bubblorna i läsk.

Lös en gåta

Använd de sätt du har lärt dig i de tidigare avsnitten för att ta reda på vilka egenskaper de här ämnena har.
Eftersom det finns giftiga ämnen brukar man undvika att smaka.

Titta med förstoringsglas.

Lukta.

Känn.

Blanda i vatten

Flyter det?

Löser det sig?

Är det surt eller basiskt?

Vad händer om man kokar det?

Vad händer när vattnet avdunstar?

Hur brinner det?

Dra slutsatser om vilka ämnen det kan vara.

1. Du har tre vita pulver. Ta reda på vad de är utan att smaka.

florsocker, soda (bikarbonat), potatismjöl.

lös i vatten (socker löser sig), mät pH (soda är basiskt), värm ev (potatismjöl tjocknar)

2. Du har tre genomskinliga vätskor. Ta reda på vad de innehåller utan att smaka.

vatten, saltvatten, vatten med citronsaft.

mät pH, avdunsta

Ev kan man ha en fjärde vätska, symaskinsolja eller baby-olja, som flyter när den droppas i vatten men inte känns igen på lukten.

3. Hur kan du skilja på salt och socker utan att smaka?

Titta på kornen med förstoringsglas. Jämför med sådana korn som du vet är socker respektive salt.

Socker smälter av värme, men det gör inte salt. Obs! smält socker är hett och fastnar i kärlet.

4. Du har vunnit en ”äkta hajtand” på snabb-lotteri. Hur kan du ta reda på om den är av plast?

Pröva att bränna en liten bit. Plast smälter.

Droger

Droger kallas ämnen som påverkar centrala nervsystemet (hjärnan och ryggmärgen).

Vilka droger har du hört om?

tobak, alkohol, hasch, marijuana, amfetamin, heroin...

Den som använder en drog blir förr eller senare beroende.

Tobak

Tobak innehåller tusentals skadliga ämnen. De tre mest kända är:

Nikotin som är starkt beroendeframkallande och får blodkärlen att dra ihop sig så att blodet cirkulerar sämre.
Det finns 1 milligram nikotin i en cigarett och 8 milligram i en prilla snus.
En dos på 60 milligram nikotin dödar en mänska. Nikotin användes förr som insektgift.

Kolmonoxid som består av en kol-atom och en syre-atom. Rita en kolmonoxid-molekyl.

När något brinner och det finns för lite syre bildas inte koldioxid utan kolmonoxid. Det kan hända om man stänger spjället i en eldstad innan elden har brunnit ut. Kolmonoxid har ingen färg eller lukt. När man andas in luft fastnar syre på de röda blodkropparna och förs runt i kroppen. Men när man får i sig kolmonoxid fastnar det på de röda blodkropparna så att de inte får med sig syre till kroppen. Det gör att man kvävs av mycket kolmonoxid. Kolmonoxid finns också i bilavgaser. Därför får man inte låta motorn gå i ett stängt garage.

Tjära som liknar trätjära. På väggarna i luftstrupen finns små flimmerhår som fångar upp damm och skuffar upp det ur luftstrupen igen. När tobakstjära fastnar på flimmerhåren, dör de och inga nya kommer istället. Damm och skräp kan fritt glida ner i lungorna. En person som har rökt länge hostar för att få upp skräpet ur lungorna. Mycket tjära samlas i lungorna och kan orsaka cancer.

Undersök trätjära (färgaffär). Det klibbar fast på huden och går inte att tvätta bort. (Tjära är fettlösligt. Ta bort det med smör eller matolja.)
Droppa tjära på något som kan föreställa flimmerhår t ex en bit fuskpäls. Stråna klibbar ihop.

Tidigare kände man inte till att tobak var skadligt. Många som nu är gamla började röka redan som barn.
De flesta rökare har försökt sluta, men många lyckas inte.

Alkohol

Alkoholen i alkoholdrycker heter etanol. Etanol innehåller mycket energi. Därför kan man använda det som bränsle. I kroppen lagras energin som fett.
Etanol kokar vid 78 grader. Ibland sätter man vin i sås. När man kokar såsen förångas alkoholen och försvinner ut i luften. Bara vinets smak blir kvar i såsen.
Man blandar alkohol i bilarnas spolarvätska för att den inte ska frysa på vintern.
Den alkohol fryser först när det är mycket kallare än 90 grader.

Den alkohol som används i bilarnas kylarvätska heter glykol och fryser redan vid -13 grader.
Men en 50/50 lösning av glykol och vatten fryser först vid -50 grader.

Etanol förekommer inte i högre koncentration än 96%.
Etanol är ett gift som påverkar bl a blodkärl, hjärta och hjärna redan i små doser.
Organen får skador som inte går att bota om man använder mycket alkohol.
Vad som är ”mycket” är olika för olika personer.
Höga doser av alkohol leder till alkoholförgiftning och död.
Etanol förbränns i levern. Levern förstörs om en person länge missbrukar alkohol.

Man kan använda Marinol i experimet. Lukta på det. Koka det och mät temperaturen. Försök frysa det. Tänd eld på det och lägg märke till hur man släcker elden genom att lägga på ett lock - inte med vatten. Berätta att sådan sprit är denaturerad och inte går att dricka. (Det smakar förskräckligt även om man bara råkar få en smula på fingrarna när man lagar mat på spritkök.)

Cannabis

De flesta droger är fettlösliga ämnen. Därför försvinner de inte snabbt ur kroppen, utan lagras i fettvävnader t ex i hjärnan.
Fast en person har varit drogfri länge kan det lagrade giftet när som helst göra att han känner sug efter drogen och börjar med missbruket igen.
Så är det med THC, en giftig olja som finns i hasch och marijuana.
Hasch och marijuana görs av växten cannabis (hampa).
THC kan ge hallucinationer och skada arvsmassa.

Länkar om droger

Elektricitet och energi

Energi behövs för att utföra arbete. Det finns många olika sorters energi och energin förvandlas ofta från en sort till en annan.
Så här kan det gå till:
Maten du äter ger dig energi som finns i födoämnen, kemisk energi.
När maten förbränns i kroppen blir en del av energin till värme. Därför är en levande kropp varm.
Lyft armen. Nu förvandlar du kemisk energi till rörelseenergi.
En boll som ligger på marken har ingen energi. Lyft upp den. Nu har du gett den lägesenergi.
Släpp bollen. Lägesenergin förvandlas till rörelseenergi när bollen faller.
Bollen studsar mot golvet. En del av rörelseenergin får luften att röra sig i ljudvågor, man hör dunsen.
Solljuset är strålningsenergi, som växterna förvandlar till kemisk energi, som du får i dig när du äter moroten eller potatisen.
Kärnenergi är den starka kraft som håller ihop delarna i atomkärnan. I kärnkraftverk frigör man den genom att klyva atomkärnor.

Bygg ett potatisbatteri.

Från en kopparspik i en potatis går en ledning till en zinkspik i nästa potatis.

Spikarna får inte ta ihop inne i potatisen.

Låt lysdiodens ena tråd röra den sista kopparspiken och den andra tråden röra den sista zinkspiken.

Om dioden inte lyser: Vänd den så att den första tråden rör zinkspiken och den andra tråden rör kopparspiken.

Nu har du förvandlat kemisk energi i potatisen till elektrisk energi.

Elektrisk värme

En atom består av en kärna och en eller flera elektroner som yr omkring runt kärnan.
Elektrisk ström är elektroner som strömmar genom en ledare, t ex en koppartråd.
Om ledaren är tunn eller av ett material som elektronerna har svårt att ta sig igenom kallas det motstånd eller resistans. När elektronerna tränger sig igenom motståndet blir det varmt.
Titta in i en brödrost. Man kan se att motståndstråden blir så varm att den glöder, när elektronerna går igenom den.
På samma sätt fungerar andra apparater som ger elvärme. Vilka kommer du på?
- Spis, strykjärn, värmelement, kupévärmare, hårfön, grilltändare, ugn...
Men inte mikrovågsugn. Den värmer maten genom att sätta vattenmolekylerna i rörelse. Ugnen blir inte varm. Det finns inget el-motstånd i den.

Dramatisera motstånd

Alla är elektroner och rör sig i rad längs ledaren, som kan vara en linje på golvet i gy-salen, en remsa maskeringstejp på klassrumsgolvet eller gången mellan två pulpetrader. En gy-matta, böjd som tunnel är wolframtråden i glödlampan. Den kan också vara värmemotståndet i en brödrost, en ugn, ett strykjärn, en styroxskärare eller något annat som värms med elektricitet.

Alla elektronerna måste passera genom tunneln. Två personer trycker ihop tunneln utifrån = resistans. Det blir svårare för elektronerna att ta sig igenom. Kanske blir de t o m varma innan de pressat sig igenom tunneln.

Varmt blir det i alla fall i verkligheten när elektroner tar sig genom ett motstånd.

Skär styrox

Man kan tillverka en styroxskärare med en bit krom-nickeltråd och ett platt batteri. När man sluter strömkretsen blir tråden så het att styroxen smälter. Det går lätt att skära ut bokstäver och andra figurer. Batteriet räcker inte så länge. Man ska bryta strömmen så fort man inte använder skäraren.

Det är bra att hjälpas åt: En sköter strömbrytaren och den andra styr styroxbiten.

Det går att skära 2 cm tjock styrox, som finns att beställa bland skolmaterial.
Men 1 cm är mera praktisk.
Man kan sambeställa 50 skivor i byggvaruaffär.

Elektriskt ljus

Glödlampa

Tråden i en brödrost blir så varm att den glöder. Glödtråden i en glödlampa fungerar på samma sätt. Den är av metallen wolfram. För att inte den tunna tråden ska brinna av har man tagit bort det mesta av luften ur glödlampan. Vakuum kallas det om man har tagit bort all luft.

Lågenergilampa

Känn på en lågenergilampa eller ett lysrör som har varit på en stund.

Hur känns det?

Svalt.

När man tänder en lågenergilampa, strömmar elektronerna in genom ledaren. Men de möter inget motstånd istället finns där en gas, argon.
Elektronerna ger argon-atomerna energi. Men argon-atomerna släpper genast ut energin igen som ljus.

Dramatisera lysrör

På ett bestämt område på golvet ligger flera ärtpåsar.
Det är argon-gasen som ligger i lysröret.
Nu strömmar elektronerna (eleverna) genom lysröret. De lyfter upp ärtpåsarna och låter dem sedan falla till golvet igen.
Ärtpåsarna ger ifrån sig energi när de faller. Någon som har tårna under kan känna energin och alla kan höra dunsen.

Så lyfter elektronerna argon-atomerna till en högre energinivå. När atomerna går tillbaka till sitt ursprungliga skick, släpper de ifrån sig energin de hade fått av elektronerna som ljus.

Elektromagnet

Linda två meter koppartråd kring en stor spik.
Koppla koppartrådens ändar till ett 4,5 v batteri.

Rör ett gem med spikens spets.

Vad händer?

Spiken är magnetisk så länge strömmen går igenom ledningen.

Ledningen blir varm efter en stund. Batteriet räcker inte så länge.

Det här är en elektromagnet. När elektrisk ström går genom en ledare bildas ett magnetfält runt ledaren. Om ledaren är lindad många varv blir den en starkare elektromagnet.

En magnet som alltid är magnetisk kallas permanent magnet.

Titta på magnetfält

Häll en matsked olja (motorolja är hållbart, matolja ska förvaras i kylskåp) och en tesked järnfilspån i en genomskinlig plastflaska.

Flaskan ska helst vara lite platt.

Skaka och vänd flaskan så att järnfilspånen breder ut sig över den platta ytan.

Lägg en magnet utanpå flaskan och iaktta hur järnfilspånen placerar sig

i magnetfältet. Rita av.

Repetera hur magneters lika poler stöter bort varanda
och olika poler dras mot varandra.

Titta på magnetfält på internet.

Elmotor

Lika poler på magneter stöter bort varandra också när den ena är en elektromagnet och den andra en permanent magnet.
Låt en elektromagnet ligga bredvid en permanent magnet. Koppla till batteriet. ”Jaga” elektromagneten med den permanenta magnetens likadana pol.
Det här är hemligheten med en elmotor. När en elektromagnet får ström försöker den röra sig bort från en annan magnets likadana pol.
Om magneterna sitter på en rörlig axel får man dem att snurra.

Skruvmotor

Till den här elmotorn behövs en neodymmagnet eller två. (minsta sorten på Clas Ohlson).

Ett 1,5 v batteri, en skruv, en bit koppartråd.

Sätt fast magneten på skruvens huvud eller trä skruven genom hålet i magneten.
Skruven blir magnetisk och går lätt att hänga under batteriet.
Tryck ena änden av kopparledningen mot batteriets +pol.
Rör ledningens andra ända mot sidan på magneten.

Först studsar magneten bort från ledningen när de lika polerna möts.

Sedan börjar magneten och skruven snurra.

Beskrivning på flera elmotorer
http://www.skolutveckling.se/notnavet/dokument/teknik/EELM.PDF
http://www.bkk.no/upload/attachments/7/784/bygg_verdens_enkleste_motor.pdf
http://www.fysik.org/website/snacks/showSnack.asp?id=44

Man kan märka att det finns magneter i en köpt leksaksmotor om man håller ett föremål av järn mot den.

Strömmen ur ett batteri går hela tiden åt samma håll, därför kallas den likström.

De här motorerna är likströmsmotorer.

Elektronerna som strömmar är negativt laddade. De finns i batteriets minus-pol och strömmar därifrån till plus-polen. Förr trodde man att strömmen gick från + till -. Därför säger man fortfarande att strömmens riktning är från + till -.

Tillverka egen elektricitet

I potatisbatteriet (och andra batterier) tillverkar man elektricitet av kemisk energi.

Det finns två sätt till att producera elektrisk ström.

Generator

En ficklampa eller radio som man laddar genom att
veva innehåller en dynamo, en liten generator.
Det finns också sådana som laddas när man skakar dem.
Med en sådan förvandlar man rörelseenergi till elektrisk energi.

Det går till så här:
En generator består av koppartråd och magneter.
Koppar är en metall. Metallen består av atomer.
En del av metall-atomernas elektroner rör sig fritt från atomerna.
Metallglansen lär bero på elektronerna som far omkring.
När en magnet rör sig i närheten av koppartråden, påverkar magnetfältet elektronernas rörelse.

Det får många elektroner att röra sig åt samma håll på samma gång. Det har bildats en ström av elektroner - en elektrisk ström.

Bygg en generator.

Vad händer i ett kraftverk?

Ett kraftverk använder någon kraft för att snurra generatorn.
Sätt ett vattenhjul eller en vindsnurra på generatorns axel (virknålen), så har du ett vattenkraftverk eller ett vindkraftverk. (Se 'Vindkraft och vattenkraft')

Många kraftverk drivs med kol eller olja.
Hur kan kol eller olja få generatorn att röra sig?
Det går till så här.
Man eldar med kol eller olja och värmer vatten.
När vattnet kokar bildas ånga.
Ångan driver runt en instängd snurra, som kallas ångturbin.
Ångturbinen drar runt generatorn.
Också i kärnkraftverk använder man värmen från kärnreaktionerna för att värma vatten och driver generatorer med ångans kraft.

Solceller

I solceller kan man förvandla solenergin till elektrisk energi. Själva processen är invecklad
men solen lyser på ena sidan av solcellen och elektrisk ström kommer ut på den andra sidan.
En lysdiod fungerar likadant som en solcell:
Om man släpper elektrisk ström genom trådarna lyser den.
Och om man lyser på den går det elektrisk ström genom trådarna.
En enda lysdiod ger så lite ström att det inte märks.
En solpanel är som en massa lysdioder.

Elsäkerhet

När strömmen från ett batteri går genom en lampa
släpper lampans glödtråd bara igenom lite ström i gången.

Om strömmen får gå utan motstånd från den ena polen till den andra,
genom t ex en metallbit, blir hela batteriet varmt och töms på en kort stund.
Det kallas kortslutning.
Ett vanligt ficklampsbatteri som råkar ut för kortslutning blir inte så hett att det är farligt.
Obs! Ett laddningsbart batteri blir mycket hett och kan spricka om det blir kortslutet.
Ett kortslutet 9 v batteri blir så hett att man bränner sig. Nätströmmen i vägguttagen är 230 volt. Om en apparat som går på nätström blir kortsluten kan det börja brinna.
Därför måste all elström i en bostad gå genom säkringar.
Det står på säkringen hur stark ström den tål; t ex 10 A (ampere), 16 A.
Om det blir kortslutning någonstans i elnätet, så att starkare ström går genom säkringen, smälter tråden i säkringen av och strömkretsen bryts.
Undersök några säkringar. Vad består de av?

Keramik, sand och en metalltråd.

Små säkringar för 12 v apparater är av glas med eller utan sand i och en metalltråd i mitten.

Säkringar i bilar är av plast och metall.

Det finns också ”evighetssäkringar”, brytare som bryter strömmen om för stark ström går igenom. Sedan kan man knäppa på strömmen igen när felet är avhjälpt.

Huvudströmbrytaren finns på samma plats som säkringarna. Men den stänger man strömmen till hela bostaden om man misstänker något fel, eller när något ska installeras eller repareras i elnätet.

Elektrisk stöt

Strömkretsen från ett el-uttag går ut genom det ena hålet och in genom det andra. Om man rör båda polerna går strömkretsen genom kroppen. Man får en elektrisk stöt. Strömmen från ett el-uttag kan skada en mänska. Den kan påverka hjärtats rytm och ge brännskador. Också dödsfall inträffar. En besvärlig effekt av elektrisk stöt är att man kan få kramp i muskler. Om man får kramp i handen som håller el-ledningen, kan man inte släppa el-ledningen utan strömmen fortsätter att gå genom kroppen.

Granska hemma

Ta reda på var säkringsskåpet och huvudströmbrytaren finns hemma.
Finns det säkringar i reserv? Hur många Ampere är de? Hur byter man säkring?
Vatten leder elektricitet. Hur är elinstallationerna i badrummet gjorda, för att det ska vara så säkert som möjligt?

Uttagen är högre upp än i andra rum. Det finns varningstexter på dem.

Dra ingen sladd in i badrummet från ett uttag i ett annat rum. De är inte tillräckligt skyddade.
Finns det gamla el-apparater? Är de hela? Är sladdarna hela? Är kontakterna hela?
Finns det skarvsladdar? Ligger de så att de kan bli skadade? Finns det risk att husdjur gnagar på ledningar?
Hur drar du ur kontakter?

Man ska hålla i själva kontakten. Om man drar i ledningen kan den lossna, plus- och minuspolen kan ta ihop och det blir kortslutning.

På vilka andra sätt tar du ansvar för el-säkerheten hemma?

Vaktar småsyskon så de inte petar i el-uttag. Släcker apparater som man inte använder. Torkar damm av dator och TV...

Hur gör du om en el-apparat går sönder eller luktar bränt?

Ta ur kontakten. Stäng huvudbrytaren om du inte kommer åt kontakten.

Hur släcker du en el-apparat som brinner?

Ta ur kontakten. Kväv elden.

Webb-spel om elsäkerhet med Stöt-Nisse

Värme utan elektricitet

I kalla länder behöver man värma bostäderna en stor del av året.
Ta reda på hur era bostäder värms och gör ett stapeldiagram över de olika uppvärmningsmetoderna och hur många som använder varje metod.
Varmt vatten behövs hela året.
I varma länder behövs ingen uppvärmning i bostäderna men man behöver värme för att koka mat.
På vilka sätt kan man göra det om man inte använder elektricitet?

Elda med ved, kol, olja, gas...

Olja består av kol och väte. Oljan i marken har uppkommit ur döda växter och djur som inte har förmultnat.
Växter och djur innehåller kol och väte.
Etanol (sprit) tillverkas av olja (kol och väte) eller av växter (kol och väte).

Kan du tända och släcka?

Pröva att elda med olika bränslen. Det är ingen konst att få eld på en tändsticka eller en bit papper. Att släcka dem är också lätt. Andra bränslen fordrar lite mer handalag.

Om det verkar riskabelt att bekanta sig med eld på en vanlig lektion, kan man be någon från brandkåren medverka på en temadag eller lägerskola och hålla lektionen utomhus.

Eleverna kan också ta som läxa att elda bastun, göra en brasa i öppna spisen, koka vatten på spritkök, tända grillen eller använda gasspis hemma tillsammans med en vuxen.

Hur tänder man grillkol?

Kol brinner vid hög temperatur. Därför eldar man först med tändvätska eller tändpapper eller tänder kolen med en het el-tändare. Kol behöver också mycket syre. Därför har man grillkolen på ett galler så att luften kan strömma under.

Hur släcker man olja?

Innan man tänder på olja i ett kärl ska man se till att det finns ett lock (av metall) till kärlet.

Oljan kan behöva en veke för att alls börja brinna när den är kall. Tändstickan som man tänder med kan fungera som veke. När oljan har blivit varm börjar den brinna över hela ytan. Det ser vådligt ut och kan bli farligt om man stöter till kärlet så att den brinnande oljan rinner ut.

Men om oljan hålls i kärlet är det bara att sätta locket på när man vill släcka.

Man kan hälla en tesked (2 g) olja (brännolja eller lampolja) i en metallkork och tända och släcka som demonstration, utomhus.

Ta med en brandfilt och gå igenom hur man använder den.

Oljelampa / stormlykta kan tändas inomhus. I dem kvävs elden när man skruvar ner veken.

Vad behövs för att träpellets ska brinna?

Det här kan eleverna försöka själva. Elda utomhus en dag när det inte råder varning för skogsbrand på underlag av sand.
Gå igenom vad som behövs för förbränning: bränsle, värme och syre. En mugg vatten räcker för ev släckning.
Varje grupp får en matsked träpellets (järnaffär).
Forma en liten skål av aluminiumfolie att lägga bränslet i så att det hålls ihop eller använd en färdig bakform av lite tjockare folie.
Stick hål nära bottnen så att luft kan komma in.
Ta hjälp av några droppar tändvätska (som läraren ransonerar och delar ut) eller sätt lite tändpapper under för att få tillräckligt varmt.
Blås utanför hålen med ett sugrör så att elden får mera syre. Akta långt hår!

Hur fungerar en gasspis?

Det finns en kran på gasflaskan och en till varje låga. Man måste trycka in kranen till lågan en stund efter att man har tänt den. Gasen fortsätter att strömma ut bara när brännaren är varm. Så kommer det inte ut gas i rummet när lågan inte brinner.

Undersök hur en gaständare fungerar.

Hur släcker man ett spritkök?

Man kväver lågan med ett lock. Sprit brinner utan veke.

Alla bränslen är inte lika effektiva

Så här mycket energi ger ett kilo bränsle.

Energin mäts i megajoule (MJ). Uppgifterna är från Astel.

http://www2.edu.fi/svenska/astel/index2.php?cat=energia&s=lahteet

Pröva hur varmt en deciliter vatten blir när man eldar med 5 g av olika bränslen.

T ex en sida hopskrynklat tidningspapper,
ett nästan utbrunnet värmeljus
(aluminiumhöljet väger knappt ett gram),
en ask tändstickor utan huvuden.

Bygg en eldstad av en låg vid konservburk
med sand i bottnen.
Lägg bränslet i en liten aluminiunform
eller ett plåtlock ovanpå sanden.
Lägg ett par långa spikar eller grov järntråd ovanpå burken som kokplatta.
Mät upp vatten i en liten konservburk.
Tänd elden.
Mät vattnets temperatur med en termometer som tål 100 grader.

Vattenburen värme

Om man värmer vatten och leder det i slingor i golvet eller värme-elemet i rummen kallas det vattenburen värme. En cirkulationspump får vattnet att strömma snabbt genom rören.

I den här anläggningen strömmar vattnet runt i slangen utan pump. Varför?

Burken har ett hål i övre kanten på ena sidan och ett hål i nedre kanten på andra sidan. (Inne i burken är slangen skarvad med ett metallrör. Det smälter inte i värmen. Röret sticker ut genom de båda hålen.) När vattnet värms blir det lättare och stiger uppåt. Då strömmar det ut genom den övre ändan av slangen. Kallt vatten kommer in genom den nedre ändan, värms, stiger, och strömmar ut genom övre ändan.

Bygg en solfångare

Solen värmer hela tiden. Också i vårt land kan man använda solvärmen under sommarhalvåret.

Gör en strut av silverpapper med silver-sidan inåt. Klipp av spetsen så det går att sticka in ett finger. Gå ut en solig dag i mars-april och håll struten mot solen. Känn hur varmt det blir inne i struten. Jämför med ute-temperaturen.

Bygg en större solfångare.

I varma länder kan man koka med solvärme året runt.

Här finns några modeller på solkokare.

Begrepp om energi och bränsle

Resonera kring energi och bränsle eller läs aktuella texter.
Ordna de begrepp som ofta förekommer i diskussionen som en begreppskarta.
Börja t ex såhär.

Världens energiresurser

Det här är inget riktigt spel, men ett sätt att arbeta konkret med temat 'Världens energiresurser'.

Allt material finns att skriva ut från webbsidan.
Skriv ut korten dubbelsidigt så att de får framsida och baksida.
Laminera och klipp ut korten.
Klipp itu ett gas-kort, ett uran-kort och ett träd-kort.
Cirkeldiagrammet kan man förstora och ha som underlag.

Lägg korten i högar på respektive sektor i diagrammet:
23 st kol, 35 st olja, 21 st gas, 7 st uran, 14 st förnybara.
Deltagare kan vara sex personer eller sex grupper.
Deltagarna representerar Nord-Amerika, EU, Ryssland, Kina, Afrika och övriga världen.
Deltagarna får varsin skylt med bild av sitt område. Diskuterar områdena lite: Var de finns, vilka energikällor där finns, hur tätt befolkade de är och vad mänskorna där behöver energi till.
Särskilt 'övriga världen' består av mycket olika områden.

Så börjar resursfördelningen.

Så här använder vi världens energiresurser just nu:

Kol:

EU tar två kort, Afrika ett, Ryssland ett, Nord-Amerika fem, Kina nio, övriga världen fem.

När man eldar med fossilt kol ökar man koldioxidmängden i luften. Det ökar växthuseffekten.

På baksidan av varje kort finns tre moln för att visa ökat koldioxid. Deltagarna lägger ut molnen på bordet eller sätter dem med häftmassa på jordgloben.

Olja:

EU tar sju kort, Afrika ett, Ryssland ett, Nord-Amerika elva, Kina fyra, övriga elva.

Olja ökar också koldioxidmängden i luften, men inte riktigt lika mycket som kol. Två moln per kort visar ökningen i atmosfären.

Gas:

EU tar fyra kort, Afrika ett halvt, Ryssland tre, Nord-Amerika sex, Kina ett halvt, övriga sju.

Ett moln på varje kort visar att gas också ökar mängden koldioxid i luften.

Uran:

EU tar tre kort, Afrika inget, Ryssland ett halvt, Nord-Amerika två, Kina inget, övriga ett och ett halvt.

Kärnkraft ökar inte växthusgaserna, men ger problemavfall. Korten får ligga framme.

Förnybar energi:

Här har tyvärr inte hittats statistik för hela världen för varje förnybar energikälla. Antalet kort av varje sort visar ungefär hur stor fördelningen är i Europa.

EU tar två kort, Afrika ett halvt, Ryssland ett, Nord-Amerika tre, Kina två, övriga fem och ett halvt.
Trädet betyder biomassa. När man eldar med ved, flis, pellets, halm eller annat från naturen kommer det också ut koldioxid i luften.
Men inte mera än om trädet eller halmen skulle ligga och förmultna i naturen. Man säger därför att den koldioxiden ingår i det naturliga kretsloppet.

Man ska elda med tillräckligt hög temperatur, för att biomassan ska brinna upp fullständigt, så det bara blir koldioxid kvar och inte t ex giftig kolmonoxid.

Man ska producera biomassan där man eldar den, inte köra den långa sträckor. Annars ökar transporten koldioxidmängden.

Man ska också se till att ny biomassa växer upp istället för den som man har använt: plantera nya träd, så ny säd och sköta odlingarna så att plantorna klarar sig.

Alla korten med förnybar energi läggs tillbaka.
De förnybara energikällorna finns kvar fast man har använt dem.

De fossila bränslena förbrukas och man måste skaffa nytt.
Oljan anses kunna räcka några tiotal år, kolet mycket längre.
Men alla fossila bränslen tar slut en gång.

Diskutera vilka förnybara energikällor som skulle passa att utveckla mera hos oss och på andra platser på jorden.

Energanvändning hemma

Du kan få värme och ljus i ditt hus och flytta dig från en plats till en annan. Allt det här fordrar energi.
En del energikällor är förnybara. Andra kommer att ta slut.
Fossila bränslen finns inne i marken. De bildades för länge sedan och förnyas inte.
Räkna upp fossila bränslen som du känner till.
När man använder fossila bränslen blir det mera koldioxid i luften.
Det förändra vårt klimat t ex genom växthuseffekt.
(Växthuseffekt betyder att det blir varmare och varmare på jorden.)
Räkna upp alla förnybara energikällor du känner till.
Förnybara energikällor som man bränner ger också koldioxid, men inte mera än om de skulle förmultna på naturligt sätt. Man säger att de är en del av det naturliga kretsloppet.
Kärnenergi smutsar inte ner, men ger radioaktivt avfall som är mycket farligt om det kommer ut.

Planera energianvändning

Familjen Smart förstår att det är bäst att spara energi. De vill inte förstöra naturen eller göra slut på någon energikälla.
Planera familjen Smarts hem så smart du kan.
Skriv, rita eller bygg.
Familjen Smart bor i Finland. De behöver värma sitt hus höst, vinter och vår.
Dessutom vill de tvätta sig i varmvatten.
De vill ha elektriskt ljus och elspis.
De har en bil och fyra cyklar.
Hur värmer de sitt hus?
Hur värmer de sitt vatten?
Hur får de elektricitet?
Vilka lampor använder de?
Vilka batterier använder de?
Hur använder de sina elapparater: TV, dator, ugn, utelampor...
Hur använder de sin bil och sina cyklar?
Vilka bränslen kan bilar gå på?
Vad gör de på semestern?
Familjen Smart funderar på att skaffa sig en båt.
Vad kan båtar gå på?
Finns det båtar som använder förnybara energikällor?