C apensis Förlag AB. Naturkunskap 1a1. Energi. Energi. Lärarhandledning gällande sidorna

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "C apensis Förlag AB. Naturkunskap 1a1. Energi. Energi. Lärarhandledning gällande sidorna 96-123"

Rut Lundström
för 8 år sedan
Visningar:

1 Senast uppdaterad Naturkunskap 1a1 Energi Lärarhandledning gällande sidorna C apensis Förlag AB Energi Avsnittet behandlar följande delar av det centrala innehållet: Frågor om hållbar utveckling: energi, klimat och ekosystempåverkan. Ekosystemtjänster, resursutnyttjande och ekosystemens bärkraft. Olika aspekter på hållbar utveckling, till exempel vad gäller konsumtion, resursfördelning, mänskliga rättigheter och jämställdhet. De delar av det centrala innehållet som handlar om naturvetenskapliga arbetsmetoder och förhållningssätt tas inte upp i något speciellt avsnitt i kapitlet Energi. De naturvetenskapliga resonemangen återfinns i de beskrivningar av olika modeller och experiment som finns i läromedlet. De laborativa momenten är också viktiga för att ge elever praktisk erfarenhet av experimentellt arbete. Förslag på laborationer: Energiformer och energiomvandlingar Fördjupningsuppgifter, se bilaga

2 Energifakta och energiformer: Sid 9798 Att förstå begreppet energi och energins grundläggande egenskaper Att känna till de olika formerna av energi Termodynamik, entropi, absolut nollpunkt, elektrisk ström, elektromagnetisk strålning, foton, lägesenergi, rörelseenergi, kärnenergi Elektromagnetisk strålning Instuderingsfrågor: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Diskussionsuppgifter: 1, 2 UV nm Synligt ljus nm IR Infraröd 700 nm 1 mm Gamma Röntgen Mikrovågor Radiovågor 1 pm 1 nm 1 µm 1 mm 1 m 1 km 1000 km Våglängd logaritmisk skala

3 2.2. Energiomvandlingar och energikällor: Sid Att känna till hur energiformerna kan omvandlas till varandra Att förstå begreppen verkningsgrad och energikvalitet Att förstå principen för produktion av elektricitet i kraftverk Att känna till de viktigaste energikällorna och förstå världens beroende av fossila bränslen Att förstå begreppet förnybar energi och veta vilka energikällor som räknas dit Senast uppdaterad Verkningsgrad, generator, turbin, energikvalitet, förnybar energi, fjärrvärme Energiomvandlingar i en låga Principen för en generator TWh/år Energikällor under 200 år Energikällor under 200 år Olja och transporter Instuderingsfrågor: 10, 11, 12, 13, 14 Diskussionsuppgifter: Förnybara energikällor förutom vattenkraft och biomassa Kärnkraft Vattenkraft Naturgas Olja Kol Biomassa År Energiomvandlingar i en låga Turbin Generator Elektricitet Värmeenergi Värmeenergi Strålningsenergi Kemiskt bunden energi

4 Fossila bränslen, försurning: Sid Att inse vikten av att ställa om till andra energikällor än olja Att känna till sambandet mellan fossila bränslen och försurning av sjöar och vattendrag Att känna till hur försurning av mark påverkar produktionsförmågan Peak oil, salpetersyra, försurning, surstöt Bilen, var mans egendom Oljeskadad fågel Oljepris och produktion Peak oil i Storbritannien Nya oljekällor per decennium Marken byter joner Smältvatten är surt Olika arters känslighet för ph Instuderingsfrågor: 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 Diskussionsuppgifter: 4, 8 Vinter Vår Sommar Höst ph Surstöt Flöde m 3 /s Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Vinter, 20 C Vår, +6 C Sommar, +22 C K + Surt vatten kommer från markytan. H + Ca ² + Al ³+ Ca ²+ Ca ²+ K + Mg ²+ K + Mg²+ Ca ²+ K + Na + Na + Mg² + Mg² + Ca² + Al ³+ K + Joner förs längre ned i marken eller ut i sjöar och vattendrag. Sötvattensmärla Bäckbräsma Kräftor Snäckor Mört Öring Gädda och Abborre Ål Vitmossa ph miljarder fat Nya oljekällor per decennium dollar/fat Oljepris och produktion Oljepris och produktion Oljepris och produktion Produktion av råolja, miljoner fat per dag Källa:Nature 481, (26 January 2012) miljoner fat/dag 1 Peak Oil, Egypten Oljeproduktion miljoner fat/dag 3 2 Peak Oil i Storbritannien Egen konsumtion Oljeproduktion 0,5 egen konsumtion 1 0 Export 0 Export Import Import

5 2.4. Klimatförändringar: Sid Att känna till orsakerna bakom den globala uppvärmningen Att förstå hur allvarliga konsekvenserna kan bli av att klimatet förändras snabbt Att kunna ge exempel på följder, både i Sverige och i andra delar av världen Senast uppdaterad Växthuseffekt, växthusgaser, reflektion, klimatflykting, vegetationsperiod Jordens strålningsbalans Global uppvärmning Växthusgaser ökar i atmosfären CO2 (ppm) Atmosfärens koldioxidhalt ökar 390 Metanproduktion pågår 380 Skåne försvinner? 370 Fästingar ökar Instuderingsfrågor: 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 Diskussionsuppgifter: 5, 6, Avvikelse från medeltemperaturen ,8 +0,6 +0,4 Medeltemperatur ,2 Instrålning 100 % Kortvågig strålning Reflektion 31 % Långvågig värmestrålning Utstrålning 69 % Koldioxid, CO 2 Halter av växthusgaser (ppm) År ±0 0,2 0,4 0, Uppvärmning av atmosfären Uppvärmning av jordyta och lägre luftlager Metan, CH 4 Dikväveoxid (lustgas), N 2 O 0,7 1,75 0,27 0,315

6 Kärnkraft: Sid Att känna till principen för hur kärnkraft används som energikälla Att kunna resonera om fördelar och nackdelar med kärnkraft Att känna till allvarliga olyckor som har skett i kärnkraftverk Att förstå svårigheter med att använda fusion för energiutvinning Fission, fusion, reaktor, bränslestav, styrstav, högaktivt avfall, plasma Nedlagt kärnkraftverk Fission av uran Kokvattenreaktor Uranbrytning i Sverige Olyckor i kärnkraftverk Fusion i solen Instuderingsfrågor: Diskussionsuppgifter: Stor olycka INESskalan Tjernobyl 1986, Fukushima 2011 Allvarlig olycka Olycka med risk för omgivningen Harrisburg 1979 Olycka utan betydande risk för omgivningen Allvarlig händelse Händelse Forsmark 25 juli 2006 Avvikelse Mindre avvikelse från normal drift International Nuclear Event Scale (INES) har utvecklats av IAEA som är FN:s internationella atomenergiorgan. 9²Kr Kokande vatten Kokvattenreaktor Ångturbin Energi ²³5U Generator Bränslestavar Styrstavar Kondensor Kylvatten ¹4¹Ba 4H He + Energi

7 Senast uppdaterad Förnybara energikällor, solenergi: Sid Att känna till vilka energikällor som räknas till de förnybara Att förstå hur solens energi indirekt ger energi för bioenergi, vindkraft och vattenkraft Att känna till de sätt som finns för direkt utnyttjande av solenergi för produktion av värme eller elektricitet 43 Geotermisk energi, solfångare, solkraftverk, fotoelektrisk effekt, solceller Solvärmeanläggning Elektrisk energi från solcell Instuderingsfrågor: Diskussionsuppgifter: 9 Ljus Solcell Skydd, glas eller plast e nskikt e pskikt e

8 Vattenkraft, vindkraft, geotermisk energi och biobränslen: Sid Att känna till principerna för hur de förnybara energikällorna används Att kunna resonera om fördelar och nackdelar med olika förnybara energikällor Att förstå principen för en värmeväxlare Vattenkvarn, varma källor, värmepump, pellets Ovanför dammen i Trängslet Vindkraften ökar Varma källor, Azorerna I en värmepump koncentreras energin Torv, ett biobränsle? Vedeldning förr och nu Instuderingsfrågor: Diskussionsuppgifter: TWh 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,63 (siffror från energimyndigheten) 0,86 0,94 Vindkraftproduktion i Sverige 0,99 1,43 2,00 2,49 3, , Expansionsventiler 10 C 5 C 0 C 15 C 1 C 2 C Kallt vatten 1 C 3 C 4 C 5 C 5 C Kompressor 5 C Kompressor Kompressor 15 C 45 C 60 C 60 C Värmeväxlare Varmt vatten

9 Senast uppdaterad Framtidens energiförsörjning: Sid Att känna till olika exempel på hur biobränslen kan användas som drivmedel för fordon Att kunna resonera om vilka av de förnybara energikällorna vi har goda möjligheter att använda i Sverige och vilka som kan öka i framtiden Att kunna resonera om fördelar och nackdelar med olika alternativ för transporter Att ha kunskap om på vilka sätt energiförsörjningen i Sverige är mindre beroende av fossila bränslen än i många andra länder Att kunna ge exempel på hur vi kan minska energiförbrukningen Biogas, fordonsgas, biodiesel, E85, bränslecell, hybridbil, elektrolys Energiskog (energibuskage) Värme för kråkor Vätgas som bilbränsle Små elbilar passar i stadstrafik Instuderingsfrågor: 30, 31, 32 Diskussionsuppgifter: Vatten H2O Elektrolys ger vätgas och syrgas El från solceller ger vätgas för bränsleceller Vätgas H2 Vatten H2O Syrgas O2 Bil med bränslecell och elmotor Vätgas H2 Bränslecell elmotor, lampa etc. e e e e e H+ Syrgas O2 Vatten bildas när vätejoner sammanfogas med elektroner och syre. H+ Vatten PEM H2O PEM (Polymer Electrolyte Membrane) Positivt laddade vätejoner kan passera genom elektrolyten.

10 46

Relevanta dokument

C apensis Förlag AB. 4. Energi. Naturkunskap 1b. Energi. 1. Ett hållbart samhälle 2. Planeten Jorden 3. Ekosystem

C apensis Förlag AB. 4. Energi. Naturkunskap 1b. Energi. 1. Ett hållbart samhälle 2. Planeten Jorden 3. Ekosystem Senast uppdaterad 2012-12-09 41 Naturkunskap 1b Lärarhandledning gällande sidorna 6-27 Inledning: (länk) Energi C apensis Förlag AB Läromedlet har sju kapitel: 1. Ett hållbart samhälle 2. Planeten Jorden