FYSIK MED REBECCAKAPITEL 4: Värme och väder (s.99 -114)

Lightbok (s.66 - 76)

KAPITEL 4 ÅK 8RMR

MÅL:

Veta vad som händer med densiteten när fasta ämnen, vätskor och gaser värms upp. Även kunna beskriva dessa olika övergångar mellan de olika faserna.

Veta vad värmeenergi är för något samt på vilka tre sätt värme kan spridas. Känna till olika värderfenomen och de naturliga orsakerna till att olika väder

uppstår. Känna till vilka fysikaliska begrepp man använder inom meterologi samt när

och hur man använder dessa. Känna till hur människan påverkar klimatet genom förstärkning av

växthuseffekten Veta hur kunskap kring värmeenergi bidragit till olika tekniker, exempelvis

solceller och solfångare med mera.

VIKTIGA BEGREPP ATT KUNNA EFTER KAPITEL 4:

MassaVolymDensitetMateriaBimetallTermostatAbsoluta nollpunktenFixpunktLedningStrömningStrålningVakuumSolfångareSolcell

KAPITEL 4 ÅK 8RMR

KAPITEL 4.1 – Massa, volym och densitet

MASSA:

- Massa är samma sak som vikt.- Massan beskriver hur mycket materia ett föremål består av. - Materia beror av antalet atomer ett föremål är uppbyggt av.- Atomer väger även olika mycket vilket betyder att både atomens vikt men hur

många atomer som bygger materia till ett föremål är avgörande för massan.- Mäter vanligtvis massa i kilogram (kg).- 1iter vatten = 1 kg vatten

1 ton =1000 kg1 kg = 10 hg1 hg = 100 g

VOLYM:

- Enheten för volymen är cm3 (kubikcentimeter) om sidorna som mäts också är i centimeter (cm). Om sidorna som mäts är i meter (m) blir enheten m3 (kubikmeter).

- Volym räknas ut genom formeln:

längden×höjden×bredden=Volymen

KAPITEL 4 ÅK 8RMR

- Ett oregelbundet föremåls volym, som inte är likadant på alla sidor är svårt att räkna ut. Men genom att ha ett mätglas med vatten, kan man först läsa av vattenvolymen. När detta gjorts kan man lägga ner föremålet i mätglaset, läsa av volymen. Skillnaden mellan första avläsningen och andra avläsningen är volymen av föremålet.

Se länk:

https://www.youtube.com/watch?v=V7VkGdGNB-M

DENSITET:

- Samma volym av olika material väger inte lika mycket. Exempelvis ett kilo bomull och ett kilo järn kommer ge två olika volymer av materialen.

- Densitet är alltså en beskrivning av hur sammanpackat ett ämne är. Om atomerna sitter jätte jätte nära får vi en större densitet. Sitter de längre ifrån varandra får vi en lägre densitet.

RÄKNA UT DENSITET:

Densitet = ρ (kg/cm3 ¿Massa = m (kg)Volym = V (cm3¿¿

KAPITEL 4 ÅK 8RMR

mV

=ρ

- Densitet avgör vad som flyter på vatten. Om ett föremål har lägre densitet än vatten, flyter det.

GÖR NU TESTA DIG SJÄLV UPPGIFTERNA PÅ S.102

(I LIGHTBOKEN s.69)

KAPITEL 4 ÅK 8RMR

KAPITEL 4.2 - Värme påverkar densiteten:

VÄRME:

- Materia består som vi nämnt tidigare av små byggstenar i form av atomer och molekyler.

- Värme är ett mått på hur mycket molekylerna rör sig.

FASTA ÄMNEN: I fasta ämnen har molekylerna/atomerna bestämda platser. Vibrerar lite grann.

VÄTSKOR: I vätskor rör sig ämnena lite mer.

GASER: I gaser rör molekylerna/atomerna sig fritt omkring i hög fart.

Se länk:

https://www.youtube.com/watch?v=vw9EF9d0kcI

VÄRME OCH UTVIDGNING:

- När molekylerna rör på sig mer vid uppvärmning behöver de större yta för att röra sig på.

- Samma sak när molekylerna kyls ner, då behöver de mindre platts och volymen av ämnet blir mindre.

- Detta gäller nästan alla ämnen, utom vatten, (vi ska prata mer om varför vatten är ett undantag längre fram).

Olika material utvidgar sig olika mycket vid olika temperaturer!

- När man bygger en bro måste man tänka på att bron ska kunna röra på sig lite för att betongen inte ska aspricka. Därför läggs broar upp på stålrullar så att betongen kan röra sig lite.

TERMOSTAT:

- För att behålla rätt temperatur i ett strykjärn används en termostat.- I termostaten finns en bimetall som består av två sammanpressade metaller, - När bimetallen värms utvidgar de två metallerna sig olika mycket.- I strykjärnet fungerar bimetallen som en strömbrytare.- Bimetallen bryter och sluter kretsen genom att böja på sig.

KAPITEL 4 ÅK 8RMR

Se länk:

https://www.youtube.com/watch?v=5s3Km9hlIHA

TERMOMETER:

- Värmeutvidgning i vätskor är så stor att vi kan se den. Detta använder man sig av i en termometer.

- Termometern består av ett långt smalt rör som är fyllt med en vätska. Oftast är vätskan av sprit. Detta för att vi ska kunna mäta minusgrader- Om vi skulle använda vatten skulle vätskan börja frysa vid noll vilket skulle bli problematiskt när vi ska mäta temperaturer under noll grader celsius.

- När temperaturen stiger ute vidgas även vätskan i röret sig, Vätskans nivå ökar! Molekylerna/atomerna börjar röra på sig och behöver större yta att röra sig på.

- När temperaturen ute sjunker drar vätskan ihop sig. Vätskans nivå sjunker då.

- En annan sorts termometer är en bimetalltermometer. I denna sitter en bimetall formad som en spiral. När temperaturen ändras böjs bimetallen. Kraften överförs till en visare som pekar på ett tal på en skala.

Se länk:

https://www.youtube.com/watch?v=HHFdJ6dyeDA

CELSIUSSKALAN:

- I Sverige använder vi oss av celsiusskalan när vi mäter temperatur.- Denna skala utgår ifrån två fixpunkter. Kokpunkten för vatten (100 grader

celsius) och vattnets fryspunkt (0 grader celsius).- Skalan skapades av svensken Anders Celsius.

KAPITEL 4 ÅK 8RMR

ABSOLUTA NOLLPUNKTEN:

- När temperaturer i ett ämne sjunker minskar atomernas rörelse. Ju lägre temperatur, desto mindre rör atomerna sig.

- Vid -273 ºC har man sett att atomer slutar helt att röra på sig.- Därför kallas -273 ºC för den absoluta nollpunkten. - Utifrån den absoluta nollpunkten har kelvinskalan skapats. Där är -273 ºC lika

med 0 K (K=Kelvin).- Kokpunkten för vatten blir då 373 K ( 100 + 273 = 373 K).

VATTNETS OVANLIGA EGENSKAPER:

- Ämnen som upphettas får större volym, men massan ändras inte. Detta innebär att om vi sätter in detta i ekvationen för densitet kommer densiteten bli mindre vid uppvärmning av ett ämne. GÄLLER ALLA ÄMNEN UTOM VATTEN!

- När nollgradigt vatten värms minskar först volymen, vid temperaturen 4 ºC är volymen minst. Om vi fortsätter värma på ökar volymen.

- Vattnets densitet är alltså störst vid 4 ºC.- Sjöar bottenfryser därför inte. Störst densitet längst ner på botten, lägst

densitet längst upp.

GÖR NU TESTA DIG SJÄLV UPPGIFTERNA PÅ S.108

(I LIGHTBOKEN S.73)

KAPITEL 4 ÅK 8RMR

KAPITEL 4.3 – Värme sprids på tre olika sätt:

Värme sprids på tre olika sätt:

1) LEDNING2) STRÖMNING3) STRÅLNING

Se länk:

https://www.youtube.com/watch?v=hqJvJ_QBCe8

LEDNING:

- Värme som sprids från atom till atom i ett material då atomerna vibrerar häftigt och puttar till varandra.EXEMPEL: Silversked i en kopp te. Skeden känns varm i handen då vätskan har värmt upp skeden.

- Alla metaller är bra på att leda värme. Silver och koppar är bäst.- Kan ta redan på om ett ämne är en bra ledare genom att känna på materialet.

Känns materialets yta varmt är det en dålig ledare. Känns det kallt är det en bra ledare. Detta på grund av att ämnet som är en bra ledare och känns kallt leder värmen från handen till materialet.

- Ämnen som är dåliga ledare: Trä, kork, gummi, plast, vatten och luft.

KAPITEL 4 ÅK 8RMR

STRÖMNING:

- Fast vatten och luft är dåliga ledare kan värme ändå spridas i dessa ämnen.

Ex/: Värmer upp vatten i en kastrull. Vad händer?

1) Vattnet längst ner kommer att värmas upp. 2) Volymen av vattnet ökar på grund av atomerna (vattnets beståndsdelar)

börjar röra på sig. 3) Om volymen ökar kommer densiteten minska. 4) Vattnet längst ner rör sig upp och det kallare vattnet rör sig mot botten av

kastrullen. 5) En cirkulation startar. Vattnet värms genom strömning.

Se länk:

https://www.youtube.com/watch?v=QdaC4HQw_-s

- Elementens placering i rummet är avgörande då kyla drar in från fönstren måste elementen vara placerade under dessa. Om vi har elementen på andra sidan av rummet kommer ett kyligt drag uppstå i rummet.

Se länk:

https://www.youtube.com/watch?v=m-DXxm9Fm5w

KAPITEL 4 ÅK 8RMR

STRÅLNING:

- Handlar om hur värme överförs från solen till jorden. - Vakuum i rymden (ingen luft) är det inte frågan om ledning eller strömning. - Alla varma föremål sänder ut strålning. - Stor del av strålningen = osynlig. Kallas värmestrålning eller infrarödstrålning. - Fånga upp strålningen med svarta ytor vilka även strålar ut mer värme än ljusa

ytor. - Kastruller och kokkärl är därför blanka och ljusa för att inte stråla ut så myckt

värme.

- SOLFÅNGARE: Tar tillvara på energi från solens strålning. Vatten som pumpas i solfångarens vattenrör värms under sommaren. Det varma vattnet pumpas till behållare som kan hålla vattnet varmt under tiden det inte används.

- SOLCELLER: Kan skapa elektricitet från solens strålning. Billigare och bättre mot miljön.

Se länk:

https://www.youtube.com/watch?v=kavPONHsKMI

KAPITEL 4 ÅK 8RMR

- TERMOS: Kärlet har dubbla väggar, mellan väggarna finns ett vakuum (ingenting alls). Värmen kan då inte försvinna genom ledning eller strömning. På grund av termosens blanka yta strålar den inte heller ut så mycket värme. Drycken hålls varm.

GÖR NU TESTA DIG SJÄLV UPPGIFTERNA PÅ S.114

(I LIGHTBOKEN S.76)

KAPITEL 4 ÅK 8RMR

Inför provet om Värme

- Sidor i boken: s 98-114 + 126-127

- Läs sammanfattningen s 126-127 (4.1, 4.2 och 4.3)

- Gör Testa dig själv-frågorna 4.1, 4.2 och 4.3 (facit i ditt Planeringshäfte)

- Läs dina anteckningar och lab rapporter

- Titta på bilderna och läs bildtexterna.

- Försäkra dig om att du förstått och kan förklara nedanstående begrepp samt i vilka sammanhang de förekommer.

KAPITEL 4 ÅK 8RMR