docUpplev energi - Gratis i skolan
download 
Report Transcription
Upplev energi - Gratis i skolan
energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 1/15 Upplev energi Elva praktiska övningar som gör det enklare att förstå krångliga energibegrepp. Foto: Ulrica Zwenger årskurs F-6 Upplev energi Genomförande – 11 praktiska övningar Ämnen: Bi, Fy, Ke, Ge, Sh, Tk Upplev energi innehåller övningar som konkretiserar resonemang kring olika energibegrepp. De praktiska övningarna passar perfekt som fortsättning eller tillsammans med introduktionsövningen Vad är energi? Flera av undersökningarna och experimenten passar också bra att göra utomhus. Målet med Upplev energi är att eleverna genom experiment, undersökningar och egna konstruktioner ska få förståelse för energins oförstörbarhet och flöde, kunskaper om olika energikällor och bränslen och deras påverkan på klimat och miljö, fotosyntes och förbränning och koppla detta till aktuella samhällsfrågor. Instruktionsfilmer: Till vissa av övningarna finns instruktionsfilmer som visar hur ni förbereder och vilka resultat som kan förväntas. Dessa filmer kan även visas för eleverna och lämpar sig bra för flippade klassrum. Se alla filmer på Energifallet Play. Redovisning och dokumentation Låt eleverna skriva enkla laborationsrapporter enligt Energifallets mall. Det tränar eleverna i ett naturvetenskapligt arbetssätt genom att utgå från en hypotes, pröva hypotesen med en metod, notera resultatet, dra slutsatser och utvärdera försöket i en diskussion. Läroplanskoppling Upplev energi F-3 (pdf) Läroplanskoppling Upplev energi 4-6 (pdf) Verktyg till den här övningen • Läroplanskoppling Upplev energi F-3 • Elevinstruktioner finns på övningens hemsida • Läroplanskoppling Upplev energi 4-6 • Instruktionsfilmer finns på Energifallet Play • Mall för labbraport (pdf) Verktyg till övningen hittar du på energifallet.se energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 2/15 1. Du strålar energi 2. Elda knäckebröd Energi kan varken tillverkas eller förstöras, bara omvandlas från en form till en annan. I det här experimentet undersöker vi vad som händer med all energi som vi får i oss när vi äter mat. Vi måste äta för att få energi. Men vad är det som händer i kroppen med maten? 3. Ballongbilen 4. Papperspropellern Bilar behöver bränsle för att kunna köra, och kanske kommer energin från bensin, biogas eller elektricitet. I det här experimentet bygger vi bilar som får sin energi från en uppblåst ballong. Vindar är luft som rör sig, och i det här experimentet skapar vi vindar med hjälp av ett levande ljus. 5. Bygg ett minikretslopp 6. Vindsnurran Massor av ämnen cirkulerar runt, runt på vår planet i ständiga kretslopp. I det här experimentet tittar vi närmare på några av kretsloppen. Vind är en förnybar energikälla som utnyttjas i vindkraftverk. I den här uppgiften bygger vi enkla vindsnurror och försöker ta tillvara på energin i vinden. energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 3/15 7. Bakpulverbomben (åk 4–6) 8. Känn växthuseffekten Koldioxid är en gas, som finns överallt i luften runtomkring oss och är en av gaserna som påverkar klimatet. I det dagliga livet märker vi den inte så mycket, eftersom den varken luktar, smakar eller syns. I det här experimentet kommer vi verkligen märka att den finns, eftersom vi använder den för att spränga bomber! Vilken påverkan har egentligen växthusgaserna på vår planet? Det här experimentet är hämtat från boken Barn frågar om klimatet av Pär Holmgren och Torun Paulsson. 9. Bygg ett vattenhjul 10. Smält choklad i en solugn I rinnande vatten finns det energi. Här får eleverna bygga ett enkelt vattenhjul för att fånga vattnets energi. 11. Citronbatteriet (åk 4–6) Elektrisk ström består av laddningar som rör sig, och kommer i Sverige oftast från kärnkraftverk eller vattenkraftverk. Men i det här experimentet skapar vi elektricitet med hjälp av frukter och två olika metaller. Den här övningen är lämplig som en demonstration för klassen. Solens energi är oändlig och ger oss 10 000 gånger mer energi än vad vi människor på jorden använder. I en solugn kan solens strålar utnyttjas till att smälta choklad. energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 4/15 6. Jämför resultaten, till exempel i ett diagram. Diskutera varifrån värmen kommer hos människan och den elektriska apparaten. 7. Rita gärna energikedjor som förklarar hur energin omvandlas: från solens strålar, genom maten och kroppen, till värme i klassrummet. Exempel på energikedjor Människa: värme << mat (kemisk energi) << solenergi (strålningsenergi) 3 1. Du strålar energi Energi kan varken tillverkas eller förstöras, bara omvandlas från en form till en annan. I det här experimentet undersöker vi vad som händer med all energi som vi får i oss när vi äter mat. Målet med experimentet är att få förståelse för energins oförstörbarhet och flöde, hur energi omvandlas mellan olika former, och få förståelse för begreppet förbränning. Material: En stor pappkartong, filtar, en termometer, en klocka, och en dator eller lampa. Labbrapport Genomförande 1. Förklara försöket för eleverna. Ni ska studera och jämföra vad som händer med temperaturen i lådan när en elev sätter sig i lådan och lådan stängs, jämfört med att stänga in en dator/ lampa i lådan. Låt eleverna gissa om det blir varmast av eleven eller den elektriska apparaten. 2. Utse elever som tar tid, mäter temperatur och för protokoll. 3. Låt försökspersonen sätta sig i lådan och stäng till. Stick in en termometer i lådan, gärna en elektronisk, som mäter tiondels grader, och avläs termometern varje minut under 6 minuter. Hur mycket stiger temperaturen? 4. Släpp ut försökspersonen och vädra ur lådan så att den återfår rumstemperaturen. Gör om försöket med en dator eller en lampa i lådan. 5. Gör gärna egna tester, som att isolera lådan, rörelser i lådan, flera elever i lådan med mera. Elapparat: värme << elektrisk energi << rörelseenergi (vatten/vindkraft) << solenergi Att samtala om Vad händer med temperaturen i lådan när någon sitter i den? Var kommer värmen ifrån? Vad händer med temperaturen när det är en tänd lampa i den? Var kommer värmen ifrån? Gör energikedjor för hur värmen kommer till lådan för olika alternativ. • • • • • Redovisning och dokumentation Skriv labbrapporter, rita och berätta om undersökningen. Fakta Allt är energi! Energi kan varken tillverkas eller förstöras, bara omvandlas från en form till en annan. Detta kallas för energiprincipen. När vi äter mat får vi i oss kemiskt bunden energi i form av kolhydrater som byggts upp i växter med solenergi i fotosyntesen. Kolhydraterna omvandlas till energiformerna värme och rörelseenergi i kroppens celler. Värmen lämnar successivt kroppen och gör att temperaturen i luften runt oss ökar – det är därför det blir allt varmare i klassrummet under dagen eller i lådan efter ett litet tag. På samma vis omvandlas den elektriska energin från vägguttaget till värme i en dator eller lampa. Den elektriska energin kan komma från t.ex. rörelseenergi från ett vattenkraftverk som får sin rörelseenergi från lägesenergin hos vatten som ”lyfts” upp av solen. I ett vindkraftverk kommer rörelsen från vindar som skapas av solen. energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 5/15 Fakta Varför äter vi knäckebröd? Jo, för att få energi! Vi behöver energi för att överleva och när vi äter får vi i oss energi i form av kolhydrater. Kolhydraterna är kemisk energi som gör att vi kan röra oss och hålla uppe kroppstemperaturen. Energin lämnar kroppen i form av värme, som gör att temperaturen i luften runt oss ökar. Det är därför lådan blir varm i experimentet Du strålar energi. Reaktionen som omvandlar energin i kroppen kallas för förbränning. 3 2. Elda knäckebröd Vi måste äta för att få energi. Men vad är det som händer i kroppen med maten? Målet med övningen är att skapa förståelse för begreppet förbränning, visa på vad som behövs för förbränning och jämföra vad som händer i kroppen när vi äter mat med vad som händer när vi förbränner andra ämnen som ved och bensin. Material: Knäckebröd, tändstickor och ugnsplåt eller eldfast fat att elda över. Labbrapport Genomförande Låt eleverna smaka på en bit knäckebröd. Fråga eleverna om de tror att det går att elda knäckebröd. Tänd eld på knäckebrödet och låt det brinna en stund. Att samtala om Vad händer i kroppen när vi äter knäckebröd? Vad händer när vi eldar knäckebröd? Hur kom energin dit? Vad händer när vi eldar ved i en vedpanna? 4-6: Varför blir knäckebrödet svart innan det blir till aska? 4-6: Vad är det i brödet som innehåller energi? • • • • • • Förbränningen kan sammanfattas så här kolhydrater + syre >> koldioxid + vatten + energi Vid förbränningen behövs gasen syre, som vi får från luften när vi andas. När vi tränar behöver kroppen omvandla mer energi än vid vila. För att tillföra kroppen mer syre till den ökade förbränningen som sker i kroppen andas vi snabbare när vi springer eller anstränger oss. När vi eldar knäckebröd sker exakt samma reaktion som i kroppen: genom förbränning omvandlas den kemiskt bundna energin i knäckebrödet till värme och ljus. Energin i knäckebrödet kommer från något av sädesslagen, som fångat upp solens energi genom fotosyntesen. Fotosyntesen kan sammanfattas så här koldioxid + vatten + energi >> kolhydrater + syre Att knäckebrödet blir svart när det brinner beror på att det innehåller kol. Samtidigt som växterna fångar in solens ljus tar de nämligen även upp kol, i form av koldioxid, ur luften. Förbränning sker också när vi eldar med ved för att få värmeenergi och ljus och också när vi förbränner bensin i bilen för att få rörelseenergi. Både ved och bensin innehåller kol och när syre tillsätts i en förbränningsprocess bildas koldioxid precis som i formeln för förbränningen i kroppen. Titta gärna på knäckebrödets innehållsförteckning för att diskutera vilka ingredienser som innehåller energi. energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 6/15 Dokumentation Låt eleverna dokumentera hur de utvecklar sina bilar med skisser och text. Att samtala om Var får bilen sin energi från? Varför stannar bilen när den rört sig en bit? Hur kan bilen förbättras så att den kör längre? Vilka olika bränslen kör vi våra bilar med? Vilka för- och nackdelar finns med olika typer av bränslen? • • • • • 3. Ballongbilen Bilar behöver bränsle för att kunna köra och kanske kommer energin från bensin, biogas eller elektricitet. I det här experimentet bygger vi istället bilar som får sin energi från en uppblåst ballong Målet med Ballongbilen är att eleverna ska göra egna konstruktioner, utveckla dessa samt koppla arbetet till energi och transporter och dess påverkan på miljön. Material: Leksaksbilar, tejp, saxar, sugrör och ballonger. Om eleverna bygger bilarna själva behövs även gamla mjölkkartonger, blomsterpinnar och trähjul eller hjul från dryckesförpackningar. Labbrapport Till bilen av mjölkartong finns en elevinstruktion (pdf) och till leksaksbilen finns en instruktionsfilm i Energifallet play. Genomförande 1. Förklara uppgiften för eleverna. De ska med hjälp av materialet bygga en bil med en ballong som ”motor”. 2. Låt klassen titta på instruktionsfilmen Så gör du en ballongbil. 3. Följ elevinstruktionen (pdf). 4. Om eleverna ska tävla med sina bilar är det bra om ni tillsammans bestämmer tävlingsklasser och vilka regler som ska gälla. 5. Är det snabbast, längst eller snyggast som gäller och hur många försök ska ni ha? 6. Låt eleverna utveckla sina bilar i flera omgångar. Fakta Lungorna behöver energi för att blåsa upp ballongen, och den energin kommer från frukostmackan i morse eller kanske middagen igår kväll. Matens energi kommer i sin tur från den förnybara energin i solens strålar, som växterna fångat in genom fotosyntes. På samma sätt som i experimenten 1. Du strålar energi och 2. Elda knäckebröd omvandlas energin i maten till rörelseenergi i våra kroppar, som lungorna sedan kan använda för att trycka in luft i ballongen. Allteftersom ballongen fylls överförs energin till luften inuti ballongen och så länge som ballongen är stängd lagras energin där. När ballongen öppnas omvandlas den lagrade energin till rörelseenergi. Luften far åt ett håll och ballongbilen far åt det andra hållet (enligt principen om att en kraft åt ett håll alltid förutsätter en kraft åt andra hållet). energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 7/15 Fakta Vindar uppstår när energi från solen sätter fart på luften i atmosfären. Först värmer solen jordytan, som i sin tur värmer luften precis ovanför. Den värmda luften stiger uppåt eftersom varm luft är lättare än kall. Undertrycket, eller tomheten, som skapas på platsen där luften steg gör att annan luft sugs dit: luften rör sig och vindar skapas. Vindkraftverk drivs av vindar. Vinden gör att vingbladen på vindkraftverket roterar och driver en generator som genererar el. 4. Papperspropellern Vindar är luft som rör sig och i det här experimentet skapar vi vindar med hjälp av ett levande ljus. Målet med papperspropellern är att eleverna ska få förståelse för hur vindar uppstår och hur vi kan dra nytta av det. Material: Lite kraftigare pappersark, saxar, passare, pennor, nål och tråd, levande ljus och tändstickor. Labbrapport Genomförande 1. Börja med att låta klassen titta på instruktionsfilmen Så gör du en papperspropeller. Alternativt kan du som lärare visa hur propellern konstrueras. 2. Klipp ut en snurra i papper och vik upp propellerbladen som i filmen. Sy fast en bit sytråd i mitten. 3. Tänd ett levande ljus och håll papperspropellern några decimeter ovanför lågan och hjälp eleverna att testa sina propellrar. Testa också att hålla papperspropellern över ett varmt element. Att samtala om Vilka energiomvandlingar gör att papperspropellern börjar snurra? Finns det fler sätt att få fart på propellern? Vad kan går det att använda en propeller till? • • • När ljuset brinner omvandlas den kemiska energin i dess molekyler till ljus och värme. Värmen får luften ovanför lågan att röra sig uppåt eftersom varm luft är lättare än kall, och luftens rörelseenergi sätter i sin tur fart på papperspropellern. Värmeljus är vanligen tillverkade av stearin eller paraffin. Stearin kan till exempel tillverkas av fett från djur eller växter, vilket innebär att energin är förnybar. Paraffin tillverkas däremot av fossil olja, som är ett klimatpåverkande och icke förnybart bränsle. Det går även att få fart på papperspropellern genom att hålla den över ett element. Elementen i de svenska skolorna får oftast sin energi genom vatten som värmts upp i ett fjärrvärmeverk och sen transporterats till skolan genom rör. I fjärrvärmeverken eldas framför allt biobränslen, men också en hel del fossila bränslen för att värma vattnet. energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 8/15 7. Följ vad som händer i burken. Låt eleverna undersöka vad som händer i burken med jämna mellanrum och skriv gärna en gemensam loggbok. Om något går fel som att det möglar använd det som en utgångspunkt för diskussioner och hitta på åtgärder. 3 5. Bygg ett minikretslopp Massor av ämnen cirkulerar på vår planet i ständiga kretslopp. I det här experimentet tittar vi närmare på några av kretsloppen. Målet med övningen är att eleverna ska få förståelse för begrepp som fotosyntes, kretslopp, förbränning och ekologiska samband. Material: Stora glasburkar, lecakulor, plantjord, utomhusjord, skedar, växter, pinnar, stenar, vatten och pennor. Labbrapport Genomförande Förklara uppgiften för eleverna. De ska göra ett slutet kretslopp i burken. Låt eleverna arbeta i mindre grupper och skapa sin kretsloppsburk eller gör en gemensam kretsloppsburk. 1. Ta en stor glasburk som är vid upptill och har ett stort lock. 2. Lägg ett lager lecakulor i botten. 3. Fyll burken till en tredjedel med jord. Om du tar köpt plantjord är det bra att även blanda i lite utomhusjord från rabatten. Den innehåller nämligen fler organismer som nedbrytare. 4. Plantera några växter i jorden. Bra växter är fredskalla, murgröna eller ampellilja. Om det är svårt att nå ner i burken kan du använda pinnar att peta ner växterna med. Vattna växterna med lite vatten. Pynta gärna med en sten och lite pinnar. 5. Sätt på locket och se till att det är tätt. Skriv datum på burken. 6. Ställ burken ljust, men inte där det är för mycket direkt sol. Öppna inte burken! I glasburken har det nu skapas ett minikretslopp och en modell av jorden. Att samtala om Vad kommer att hända med växterna i burken? Kommer de att växa? Vad behöver växter för att växa? Vad skulle kunna göra att det förstörs? Jämför burken med ekosystemet jorden. Vilka likheter och skillnader kan ni upptäcka? Vilka ekosystemtjänster utförs i kretsloppsburken? Om ni planterar en jordgubbsplanta, vad skulle då behövas mer i burken för att få jordgubbar? • • • • • • • Fakta Förhoppningsvis kommer växterna att frodas i burken, eftersom de har allt de behöver: solenergi, vatten, koldioxid och näringsämnen. Solenergin kommer in genom burkens glas och näringsämnen finns i jorden, medan koldioxid och vatten ständigt cirkulerar i burkens minikretslopp. Om ni kikar in i burken syns det tydligt hur vattnet cirkulerar, precis som det cirkulerar på vår planet. När burken blir varm under dagen avdunstar vattnet från jorden och växterna. Vattenångan stiger uppåt och när den når glaset kondenserar den. Vattendroppar bildas då på insidan av glaset, och tillslut blir de så tunga att de regnar ner mot burkens botten igen. Jämför med hur vatten avdunstar från våra sjöar och hav för att senare bilda nederbörd, bäckar och floder! I burken cirkulerar även kol i ett ständigt kretslopp, precis som på jorden. Burkens luft innehåller nämligen gasen koldioxid, som innehåller kol. Växterna i burken tar upp koldioxid och vatten, som de tillsammans med solenergi omvandlar till kolhydrater och syre. Reaktionen kallas för fotosyntesen. Kolhydraterna gör att växterna kan växa och bilda nya stammar, grenar och blad, medan syret släpps ut i burkens luft. I burkens jord finns nedbrytare som käkar gamla växtdelar. På så vis får de i sig kolhydrater, som de tillsammans med syre från luften omvandlar till koldioxid, vatten och energi. Reaktionen kallas för förbränning, och är som en bakvänd fotosyntes. Samma reaktion sker när människor och djur äter mat, eller när vi eldar ved och andra bränslen. energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 9/15 • Hur har vindsnurror använts tidigare? • Vilka andra sätt att fånga och använda energin i vinden kan ni komma på? • 4-6: Hur påverkar vindkraft miljön och energianvändningen i Sverige? Fakta Energi från solen sätter fart på luften i atmosfären så att vindar skapas, som i sin tur får fart på vindsnurran som lyfter tyngden. 3 6. Vindsnurran Vind är en förnybar energikälla som utnyttjas i vindkraftverk. I den här uppgiften bygger vi enkla vindsnurror och försöker ta tillvara på energin i vinden. Målet med Vindsnurran är att eleverna får göra undersökningar med vind och tillägna sig kunskaper om vindkraft och hur den påverkar miljön. Material: Kvadratiska pappersark, tejp, häftstift, korkar, saxar, blomsterpinnar, snören och några tyngder. Labbrapport Genomförande 1. Börja med att låta klassen titta på instruktionsfilmen Så gör du en vindsnurra. Alternativt kan du som lärare förklara uppgiften för eleverna. 2. Vik till vindsnurran som på bilden. 3. Fäst ihop den med ett häftstift i änden av en kork. 4. Stick in en blomsterpinne i andra änden av korken. 5. Fäst ett snöre mitt på blomsterpinnen med en tyngd längst ner. 6. Håll nu snurran i vinden, utomhus eller vid en fläkt, och testa den och undersök stor tyngd den kan lyfta. Att samtala om Hur fungerar vindsnurran? Hur stor tyngd den kan lyfta? Kan vindsnurran göra något annat än att lyfta en tyngd? Spelar det någon roll om ni riktar den med eller mot vinden? Var och hur kan en vindsnurra användas? • • • • • Allra först värmer solenergin jordytan, som i sin tur värmer luften precis ovanför. Den värmda luften stiger uppåt eftersom varm luft är lättare än kall. Undertrycket, eller tomheten, som skapas på platsen där luften steg gör att annan luft sugs dit: luften rör sig och vindar skapas. Vindsnurran fungerar allra bäst när den riktas mot vinden. Vinden bromsas när den passerar snurrans blad och istället får snurran fart. Snurran har då fått en del av vindens rörelseenergi. När tyngden lyfts omvandlas snurrans rörelseenergi till lägesenergi hos tyngden. Vinden är en av de förnybara energikällorna. Den får ju ständigt ny energi från solen och tar därför aldrig slut. Energi från vindkraftverk är bara hållbar om den tillvaratas på rätt sätt. Bland annat är det viktigt att inte placera vindkraften så att den stör natur eller människor. All energianvändning påverkar miljön på ett eller annat sätt och det enda riktigt hållbara är att använda förnybar energi och samtidigt minska vår energianvändning. Därför gäller det att vi alla agerar energismartare! Vindens energi har tidigare använts i väderkvarnar, vatten- och oljepumpar. Andra sätt att använda vindenergi är segel på båtar, segelflyg, flyga drake, torka tvätt, coola sporter som kitesurfing och mycket mer! energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 10/15 Att samtala om Varför exploderar burken? Följ energiomvandlingarna när burken flyger i luften tills den landar. Vad är koldioxid och hur bildas det? • • • Fakta 7. Bakpulverbomben (åk 4–6) Koldioxid är en gas, som finns överallt i luften runtomkring oss och är en av gaserna som påverkar klimatet. I det dagliga livet märker vi den inte så mycket, efter-som den varken luktar, smakar eller syns. I det här experimentet kommer vi verkligen märka att den finns, eftersom vi använder den för att spränga bomber! Målet med Bakpulverbomben är att eleverna ska få kunskaper om gasen koldioxid, dess roll som växthusgas och påverkan på klimatet på jorden. Material: Små plastburkar, bakpulver, vatten, skedar, disktrasor och smala glas. Labbrapport. Genomförande 1. Börja med att titta på instruktionsfilmen Så gör du en bakpulverbomb. Alternativt kan du som lärare förklara uppgiften för eleverna. Gå sedan ut utomhus. 2. Ta en liten plastburk med ett inte alltför åtsittande lock, till exempel en gammal filmburk eller liknande. Blanda bakpulver och lite vatten i burken och sätt snabbt på locket lagom hårt. 3. Skaka burken en aning och ställ den med locket nedåt på en disktrasa eller i ett högt smalt glas. 4. Gå snabbt en bit bort och se till så att ingen annan är i närheten – det kan smälla ordentligt. Experimentera gärna med olika proportioner bakpulver och vatten. När bakpulver och vatten blandas bildas gasen koldioxid. Den tar stor plats och trycket i burken stiger. Locket lossnar med en knall när övertrycket blir större än kraften som håller fast det. Den kemiska energin i bakpulvret har då omvandlats till rörelseenergi hos burken som flyger iväg. När burken flyger uppåt övergår rörelseenergin successivt till lägesenergi. När burken når sin högsta höjd har all rörelseenergi omvandlats till lägesenergi. När burken sedan faller nedåt igen återfår den rörelseenergin, vilken till sist blir värme när den når marken. Koldioxid är en av de gaser som finns i jordens atmosfär. Koldioxid med den kemiska formeln CO2, bildas vid förbränning då kolatomer (C)reagerar med syreatomer (O). Den varken luktar, smakar eller syns, men har ändå stor påverkan på våra liv. Koldioxid är den gas som används i fotosyntesen för att bygga upp kolhydrater i växter och är tillsammans med bland annat gaserna metan och lustgas, växthusgaser. Växthusgaserna har egenskaper som gör att de kan stoppa värmestrålning som är på väg att lämna jorden. Värmen studsar fram och tillbaka i atmosfären några gånger innan den lämnar atmosfären. Fenomenet kallas för växthuseffekten och den är nödvändig för allt liv på jorden. Utan den naturliga växthuseffekten skulle jorden vara ungefär 30 grader kallare än den är idag. Problemet är att vi människor, bland annat genom förbränning av fossila bränslen, har ökat mängden koldioxid i atmosfären alldeles för mycket. Det har förstärkt växthuseffekten så att jordens temperatur nu ökar vilket medför stora förändringar på jordens klimat och som en konsekvens av det också växt- och djurliv. energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 11/15 Fakta Med strumpan på handen kan värme lämna handen. Handen med plastpåsen blir däremot snabbt för varm eftersom värmen hålls kvar. På samma vis är jorden lagom varm med lagom mycket växthusgaser i atmosfären, men alltför varm när halterna av växthusgaser stiger och hindrar att värmestrålning lämnar jorden. Ni kan även reflektera kring skillnaden mellan olika typer av strumpor och jämföra det med ökad mängd växthusgaser i atmosfären som tillåter mer eller mindre genomsläpp av värme. 3 8. Känn växthuseffekten Vilken påverkan har egentligen växthusgaserna på vår planet? Det här experimentet är hämtat från boken Barn frågar om klimatet av Pär Holmgren och Torun Paulsson. Målet med Känn växthuseffekten är att eleverna ska få förståelse för hur växthuseffekten påverkar jorden och klimatet. Material: 1 Plastpåse, 1 strumpa och 2 gummisnoddar till varje elev. Labbrapport. Genomförande 1. Förklara uppgiften för eleverna. De ska genom experimentet testa på skillnaden när de sätter ena handen i en plastpåse och den andra i en strumpa. 2. Låt eleverna ställa en hypotes om hur de tror att kommer att kännas om händerna och förklara varför. 3. Låt eleverna stoppa den ena handen i en plastpåse och den andra i en strumpa. Gummisnoddarna ska sättas kring handleden för att det ska sluta tätt. 4. Låt strumporna och plastpåsarna sitta kvar ett tag. Prata gärna om växthus och hur det fungerar under tiden. 5. Diskutera hur det känns om händerna och varför? Dra paralleller till växthus och växthuseffekten. 6. Låt eleverna rita och skriva om experimentet. Använd gärna Energifallets mall för labbrapport (pdf). Att samtala om Hur känns det? Är det någon skillnad mellan händerna? Vad beror skillnaden på? Jämför vad som händer i ett växthus och med jorden när växthuseffekten ökar. Vad får det för effekter på jorden om det blir varmare? • • • • Problemet är att vi människor släpper ut massor av växthusgaser och redan idag har klotets medeltemperatur ökat och tyvärr ser medeltemperaturen ut att fortsätta stiga. Världen kommer inte att gå under, men temperaturhöjningarna kommer att påverka samhället på många sätt. Med en ökad växthuseffekt kommer det att bli så varmt att flera av jordens växt- och djurarter får svårt att överleva. Havsytan kommer att höjas betydligt, vilket bland annat beror på att världens landisar smälter och rinner ut i haven. Detta innebär att kustnära områden kommer att hamna under ytan. Jorden kommer också att drabbas av extremare väder än vad vi har idag. På vissa platser kommer nederbörden att öka betydligt, medan andra kommer att drabbas av extrema värmeböljor. I många länder kommer livsmedelsproduktionen att sjunka på grund av värme och torka. Jordens färskvattenresurser kommer också att påverkas och vi kommer att se en ökad spridning av tropiska sjukdomar. Eftersom det på många platser kommer att vara ont om naturresurser som till exempel färskvatten, ökar risken för konflikter kring dessa och miljontals människor kommer att tvingas på flykt. Det enda sättet vi kan undvika allvarliga klimateffekter på är att mycket snabbt sluta släppa ut växthusgaser. Som tur är finns det många sätt att minska utsläppen, det gäller bara att vi sätter igång nu! energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 12/15 Att samtala om Hur fungerar vattenhjulet? Spelar det någon roll var i bäcken det placeras det eller hur snabbt kranvattnet flödar förbi det? Var och hur kan ett vattenhjul användas? • • • Fakta 3 9. Bygg ett vattenhjul I rinnande vatten finns det energi. Här får eleverna bygga ett enkelt vattenhjul för att fånga vattnets energi. Målet med Bygg ett vattenhjul är att eleverna ska bygga en modell av ett vattenhjul och göra undersökningar för att tillägna sig kunskap om hur vattenkraftverk fungerar och hur vattenkraft hänger ihop med solen. Material: Gamla mjölkkartonger, saxar, pinnar, äpplen eller potatisar. Labbrapport Genomförande 1. Förklara uppgiften för eleverna. De ska bygga och testa ett vattenhjul. 2. Klipp ut fem stycken rektanglar ur mjölkpaketet som ska bli vattenhjulets skovlar. Mått: 8x4 centimeter. 3. Gör fem snitt i äpplet/ potatisen, ett till varje skovel. 4. Tryck in skovlarna i äpplet/ potatisen. 5. Trä pinnen genom äpplet/ potatisen. 6. Prova vattenhjulet i en bäck, å eller vattenkran. Om du testar vattenhjulet i en vattenkran kan du låta pinnens ändar vila på diskhons kanter så att hjulet hamnar under vattenstrålen. Om du testar vattenhjulet i en bäck kan du låta pinnen vila på två Y-formade grenklykor. 7. Ät upp äpplet! Åter igen är det solens energi som får vattenhjulet att snurra i bäcken. Solenergin driver nämligen vattnets kretslopp genom att värma sjöar och hav. Sjö- och havsvattnet avdunstar och bildar vattenånga som stiger uppåt i atmosfären. På högre höjder är det kallare och där kondenserar vattnet till små vattendroppar som bildar moln. När molnens vattendroppar blivit tillräckligt stora och tunga faller de som nederbörd. Kanske sker detta ovanför ett bergsmassiv, så att nederbörden bildar vattenfall nedför sluttningarna. En del av vattnet samlar sig efter hand till bäckar och floder som kanske passerar ett vattenkraftverk eller ett vattenhjul. Där överförs en del av vattnets rörelseenergi till hjulet. Vattnet bromsas en aning då vattnets energi istället överförs till hjulet så att det börja snurra. Förr var det vanligt att vattenhjul användes för att mala säd i kvarnar. Idag är det vanligare med vattenkraftverk där en stor propeller eller turbin, som den kallas, sätts i rörelse. Turbinen är i sin tur kopplad till en generator, som omvandlar rörelseenergin till elektrisk ström. Energi från vattenkraftverk är förnybar energi, men den är bara hållbar om den tillvaratas på rätt sätt. Bland annat gäller det att se till så att djuren och växterna som lever i och kring älvarna störs så lite som möjligt. All energianvändning påverkar miljön på ett eller annat sätt och därför är det enda hållbara att använda förnybar energi och samtidigt minska vår energianvändning. Därför gäller det att vi stoppar energitjuvarna och istället blir så energismarta vi kan! energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 13/15 5. Lägg svart papper på kartongbottens insida och tejpa fast pappret. 6. Stäng locket på pizzakartongen. 7. Rita en kantlinje tre centimeter in runt hela locket. 8. Klipp längs tre av linjerna, men inte längs linjen längst bak. På så sätt bildas en reflektorlucka som kan vikas upp längs den bakre linjen. 9. Sätt folie på insidan av reflektorluckan. 10.Öppna pizzakartongen och täck över det utskurna hå- 10. Smält choklad i en solugn Solens energi är oändlig och ger oss 10 000 gånger mer energi än vad vi människor på jorden använder. I en solugn kan solens strålar utnyttjas till att smälta choklad. Målet med Smält choklad i solugn är att eleverna ska bygga en modell av en solugn, göra undersökningar och få kunskaper om solens potential som energikälla. Material: Lådor av kartong (till exempel gamla pizzakartonger), aluminiumfolie och plastfolie, tidningspapper, svart papper, tejp, saxar, pennor och choklad. Labbrapport Genomförande 1. Välj en dag med stark sol eftersom det tar lång tid att smälta choklad i solugnen. 2. Börja med att låta klassen titta på instruktionsfilmen Så gör du en solugn. Alternativt tillverkar du som lärare en solugn och så testar ni den tillsammans med eleverna. let med plastfolie. Spänn plastfolien genom att tejpa fast den på kanterna av pizzakartongslocket. 11.Nu är solugnen färdig att användas! Placera en chokladbit på en liten tallrik och lägg den i ugnen. Stäng locket och rikta solugnen så att solen skiner ner på innehållet. Justera reflektorluckan så att reflexen täcker det som ställts i ugnen. 12.Undersök hur lång tid det tar att smälta choklad i ugnen. 13. Testa även att använda ytterligare en låda (utan lock) som är något större än solugnen. I botten på den stora lådan läggs hopknycklat tidningspapper och sedan placeras solugnen i lådan. Fyll till sist på med mer hopknycklat tidningspapper runt solugnen. Spara gärna solugnarna till fler försök. Att samtala om Hur fungerar solugnen? Hur ska solugnen placeras för att den ska bli så varm som möjligt? Hur kan vi öka värmen i ugnen? Var och hur kan en solugn användas? 4–6: Vad händer när vi ökar isoleringen med en låda runt solugnen? • • • • • 3. Låt eleverna arbeta i mindre grupper. 4. Öppna pizzakartongen och klä bottnens insida, utsida och alla kanter med aluminiumfolie. Släta ut eventuella veck. Fortsärttning energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 14/15 Fortsärttning Smält choklad i en solugn. Fakta De energikällor vi använder brukar delas in i förnybara energikällor och icke förnybara energikällor. De förnybara energikällorna tillförs ständigt ny energi från solen och tar därför inte slut. De icke förnybara energikällorna finns däremot i en bestämd mängd på vår jord och kan ta slut. Ju mer vi använder dem, desto mindre finns kvar till framtida generationer. Plastfolien och det knycklade tidningspapperet är till för att minska värmeförlusterna till omgivningen. Precis som i ett växthus eller i jordens atmosfär släpper plastfolien in solljuset, men håller kvar värmen. Även det svarta pappret bidrar till att höja temperaturen snabbare. Det absorberar solljuset, vars energi övergår till värme och hjälper till att värma maten eller smälta chokladen. Jorden nås ständigt av ungefär 10 000 gånger mer solenergi än vi människor kan använda – det gäller bara att fånga energin, till exempel med hjälp av en solugn. Solugnen består av flera delar som alla hjälper till att fånga solens energi och höja temperaturen i lådan så att chokladen smälter. Aluminiumfolien i lådans nederdel gör att solenergin studsar tillbaka in i lådan istället för att lämna ugnen. På så vis stannar energin lite längre i lådan och då ökar temperaturen snabbare. Folien på reflektorn gör att mer solenergi hittar in i lådan. Dels lyser solen rakt igenom plastfolien och dels lyser solen på reflektorn. Om vi har ställt in reflektorn rätt studsar solenergin rakt från reflektorn ner i ugnen, som blir varm snabbare. I det här experimentet testar vi att smälta choklad i solugnen, men det går också bra att laga mat i smart konstruerade solugnar. I Sverige går det ganska långsamt, men på sydligare breddgrader där solens strålning är starkare, går det snabbare. Där kan solugnar användas på platser där det inte finns elektriska spisar och kan då till exempel ersätta vedeldning. Det är bra eftersom matlagning över öppen eld inte är en hållbar lösning. Vedeldning leder på många håll både till farliga luftföroreningar och nedhuggna skogar. I många utvecklingsländer ägnar dessutom kvinnor och barn mycket tid åt att samla i veden, vilket hindrar dem från att gå i skolan. energifallet.se Upplev energi åk F–6 • 15/15 Att samtala om • Vad är elektrisk ström? • Hur funkar ett vanligt batteri? • På vilka olika sätt vår det att framställa elektrisk ström? Fakta 11. Citronbatteriet (åk 4–6) Elektrisk ström består av laddningar som rör sig, och kommer i Sverige oftast från kärnkraftverk eller vattenkraftverk. Men i det här experimentet skapar vi elektricitet med hjälp av frukter och två olika metaller. Den här övningen är lämplig som en demonstration för klassen. Målet med Citronbatteriet är att eleverna ska få förståelse för vad elektrisk ström är och hur ett batteri fungerar. Material: Kopparspik, galvaniserade skruvar, krokodilklämmor, labbkablar, lysdioder och citroner. Labbrapport Genomförande 1. Börja med att titta på instruktionsfilmen Så gör du ett citronbatteri. 2. Knåda sedan fyra citroner så att de blir någorlunda mjuka och skär två snitt i varje. Snitten ska vara en liten bit ifrån varandra. 3. Tryck ner en kopparspik och en zinkskruv i varje citron med så mycket av ytan som möjligt in i citronen, dock får spiken och skruven inte röra vid varandra. 4. Koppla ihop citronerna med labbkablar: kopparspiken på en citron kopplas till zinkskruven på nästa citron. 5. Koppla även in lysdioden enligt bilden. Eftersom kopparspiken är pluspol ska det kopplas till det långa benet på dioden. Testa gärna med andra frukter, till exempel lime, grapefrukt, äpplen och potatisar. Elektricitet är elektroner som rör sig i något som leder elektrisk ström. Att elektricitet bildas när citronerna sammankopplas med hjälp av metallerna beror på två processer: oxidation och reduktion. När en metall, i det här fallet zinken, oxiderar lämnar den ifrån sig elektroner. Samtidigt reduceras kopparen och tar då upp elektroner. Detta leder till att elektroner rör sig från zinken till kopparen och det uppstår en elektrisk ström. Den sura citronsaften har också möjlighet att transportera laddningar, vilket gör att hela den elektriska kretsen blir sluten. Därmed kan laddningar röra sig runt i kretsen och lampan kan lysa. Citronbatteriet kan jämföras med ett vanligt engångsbatteri som består av en pluspol och en minuspol med en vätska där elektroner kan förflytta sig. Ett laddat batteri har en skillnad av antal elektroner vid de olika polerna. Förflyttningen av elektroner kan ske så länge som det finns en skillnad (spänning). När en utjämning skett är batteriet slut. När ett uppladdningsbart batteri laddas flyttas, med hjälp av elektrisk ström elektroner tillbaka till minuspolen. På det viset så blir det en skillnad mellan antal elektroner (spänning).
