2 Materia 2.1 OH1 Atomer och molekyler 1 Vid vilken temperatur kokar vatten? 2 Att rita diagram 3 Vid vilken temperatur kokar T-sprit? 4 Varför fryser man ofta efter ett bad? 5 Olika ämnen har olika smält- och kokpunkt 6 Molekylspelet 7 Smältning och stelning 8 Ångbildning och kondensation 9 Problemlösning materia 2.2 10 Kan du gissa rätt vikt? 11 Ordfläta 12 Avläsning av mätglas 13 Volymen av en träkloss och av vätskor 14 Volymen av ett oregelbundet föremål 15 Volymen av en droppe 16 Ordfläta 17 Vad är densitet? 18 Hur stor är densiteten? 19 Vilken densitet har sand? 20 Tre kluringa
2.1 OH 1 Atomer och molekyler
2.1 1. Vid vilken temperatur kokar vatten? I den här laborationen tar vi reda på vid vilken temperatur vatten kokar. Vi tar även reda på hur mycket vattnets temperatur ökar om vi kokar vattnet under en längre tid. Du behöver: Bägare (250 ml), brännare, trefot, trådnät, termometer och en klocka med sekundvisare. A Börja med att skriva två hypoteser: Hypotes 1: Jag tror att vattnet kokar när temperaturen är Hypotes 2: När vattnet har kokat 5 min, tror jag att temperaturen är B Fyll bägaren ungefär till hälften med vatten. C Ta reda på vilken temperatur vattnet har. För in värdet vid tiden 0 min i en tabell. D Börja uppvärmningen. E Mät temperaturen med en minuts mellanrum. Rör om i vattnet med termometern. För in alla värden i tabellen. F Fortsätt uppvärmningen till dess att vattnet har kokat i 5 min. Släck därefter brännaren. G Besvara följande frågor: 1. Vid vilken temperatur kokar vattnet? 2. Vilken temperatur har vattnet sedan det kokat i 5 min? 3. Var dina hypoteser riktiga? 4. Vad bildas när vattnet kokar? H Skriv en laborationsrapport. I rapporten bör du skriva ner dina hypoteser, hur du utförde laborationen och vilket resultat du kom fram till.
2.1 2. Att rita diagram Under en laboration fick några elever följande värden på temperaturen då de värmde vatten. A Pricka in värdena i diagrammet och sammanbind punkterna med en kurva. B Rita i din anteckningsbok ett diagram över hur vattnets temperatur ökade när du själv kokade vatten i uppgift 1.
2.1 3. Vid vilken temperatur kokar T-sprit? Alla vätskor kokar inte vid samma temperatur. I den här laborationen tar vi reda på vid vilken temperatur som T-sprit kokar. Du behöver: Bägare (250 ml), termometer, brännare, trefot, trådnät, provrör och T-sprit. A Börja med att skriva en hypotes. Tror du att T-sprit kokar vid högre, lägre eller samma temperatur som vatten? B Fyll bägaren ungefär till hälften med vatten. Ta gärna varmt vatten från kranen. C Värm vattnet tills det kokar. Släck därefter brännaren. D Fyll ett provrör till ungefär 1/4 med T-sprit. E För ner provröret i vattnet. Sätt ner en termometer i provröret. F Efter en stund kokar T-spriten. Vilken är temperaturen då? Stämde din hypotes? G Skriv en laborationsrapport.
2.1 4. Varför fryser man ofta efter ett bad? En varm sommardag kan det vara skönt med ett bad. Men trots värmen i luften fryser man ofta så snart man kommer upp varför? Det här försöket visar vad som sker. Du behöver: Termometer, bomull, gummiband och T-sprit. A Varför fryser man ofta efter ett bad? Vad tror du är förklaringen? Börja med att skriva en hypotes. B Mät temperaturen i luften och anteckna värdet. C Linda bomull kring termometerkulan. Fäst bomullen med gummiband. D Doppa termometern i T-sprit så att bomullen blir indränkt. E Vänta en kort stund och läs sedan av termometern. Hur har temperaturen förändrats? Anteckna den nya temperaturen. F Försök förklara vad som händer. Här får du en ledtråd: När den indränkta bomullen kommer upp i luften börjar T-spriten att avdunsta. Men för att T-spriten ska kunna avdunsta krävs energi i form av värme. G Försök nu förklara varför det känns kallt när man kommer upp ur badet även om det är varmt i luften. Diskutera gärna med varandra. H Skriv en laborationsrapport.
2.1 5. Olika ämnen har olika smält- och kokpunkt Olika vätskor, till exempel vatten och T-sprit, kokar vid olika temperaturer. På samma sätt har olika ämnen olika smältpunkter. I tabellen finns angivet vid vilka temperaturer som olika ämnen smälter respektive kokar. Lös uppgifterna nedan med hjälp av tabellen. 1. Vid vilken temperatur: a) smälter koppar b) kokar koppar 2. Är koppar i fast form, vätskeform eller gasform när temperaturen är: a) 65 C b) 2 000 C c) 3 000 C 3. Vid vilken temperatur fryser (stelnar): a) kvicksilver b) sprit c) tenn 4. Är guld ett fast ämne, en vätska eller en gas när temperaturen är: a) 1 900 C b) 0 C c) 2 900 C 5. Vilka av ämnena i tabellen är i vätskeform, när temperaturen är 350 C? 6. Är syre i fast form, vätskeform eller gasform när temperaturen är: a) 20 C b) 200 C c) 250 C 7. Vilka av ämnena i tabellen är i gasform, när temperaturen är 2 000 C?
2.1 6. Molekylspelet I vätskor, till exempel vatten, rör sig molekylerna fritt omkring. Ibland hamnar en vattenmolekyl nära vattenytan. Om den då har bra fart uppåt kan den lämna vattenytan och bli en fri molekyl. Det här spelet handlar om vem som först blir en fri molekyl. Du behöver: Tärning och spelpjäser. Regler: Spela två och två med var sin spelplan. Placera en spelpjäs på punkten i mitten. Kasta tärningen varannan gång och flytta varje gång spelpjäsen ett steg i den riktning som pilarna visar. Om du träffar väggen så studsar du snett uppåt, snett nedåt eller rakt uppåt. Stanna alltså aldrig vid väggen eller botten. Vinner gör den som först lämnar vattenytan. OBS! Om du hamnar på en av de fem punkter som är närmast vattenytan och slår 4 eller 5, står du kvar på den punkt där du befinner dig.
2.1 7. Smältning och stelning I den här laborationen ska du ta reda på vad som händer med temperaturen när naftalin stelnar. Du behöver: Naftalin, provrör, bägare, stativ med tillbehör, brännare, termometer och klocka. A Börja med att skriva en hypotes. Vad tror du händer med temperaturen när naftalin stelnar? B Ställ i ordning materielen på det sätt som bilden visar. C Tänd lågan och låt den brinna till dess att naftalinets temperatur är ungefär 95 C. D Läs av temperaturen hos naftalinet när du tar bort lågan och därefter varje minut i ungefär en kvart. Rör om i naftalinet så länge det går. E För in alla värden i en tabell. Stämde din hypotes? F Skriv en laborationsrapport. OM DU HINNER G Rita ett diagram över hur temperaturen förändrades. Låt till exempel 1 cm på den vågräta axeln motsvara 1 minut och 1 cm på den lodräta axeln 10.
2.1 8. Ångbildning och kondensation Du behöver: Kolv med sidorör, kork, provrör, glasbägare, glasrör, gummislang (ca 10 cm), brännare, stativ med tillbehör, trådnät och färgat vatten. A Vad händer om man låter färgat vatten koka? Följer färgen med när vattnet blir vattenånga? Skriv en hypotes. B Ställ i ordning materielen på det sätt som bilden visar. C Tänd brännaren och låt den brinna tills det färgade vattnet i kolven har kokat en stund. D Besvara följande frågor: 1. I vattnet rör sig molekylerna fritt omkring. Vad händer med molekylernas hastighet, när vattnet uppvärms? 2. Några molekyler lämnar vattenytan. Vad kallas fenomenet? 3. Den ånga som bildas leds ner i provröret. a) Vad händer då med ångan? b) Förklara varför. c) Vad kallas fenomenet? E Studera vad som hänt inuti provröret. Vad är det för färg? Stämde din hypotes? F Skriv en laborationsrapport.
2.1 9. Problemlösning materia Här följer ett antal problem som ska lösas. Arbeta gärna ihop med en kamrat. A Vilka ord saknas? 1. fast form smältning? 2. gasform? vätskeform 3.? stelning? 4. vätskeform avdunstning? B Bilden visar två högar av smältande snö. I båda snöhögarna har man stoppat in termometrar. Termometern i den lilla högen visar 0 C. 1. Visar termometern i den stora högen mer, mindre eller lika mycket som i den lilla snöhögen? 2. Förklara hur du tänker. D När man hänger tvätt på tork så blir tvätten torr efter ett tag. 1. På vilket sätt försvinner vattnet från tvätten? 2. När torkar tvätten fortast, vid temperaturen 15 C eller 25 C? Vi förutsätter att det för övrigt är samma väderförhållanden. E Bilden visar två bägare som står på var sin kokplatta. Den ena bägaren innehåller 1 liter vatten och den andra 2 liter vatten. Vattnet i de båda bägarna kokar. Termometern i bägaren med 1 liter vatten visar 100 C. 1. Vad visar termometern i bägaren med 2 liter vatten? 2. Förklara hur du tänker. 0 C? C När det töar smälter alla snögubbar. På bilden nedan ser du en snögubbe vid två olika tillfällen. Den vänstra bilden är från en dag då temperaturen ute var 5 C. Termometern i snögubbens mun visade då 0 C. Den högra bilden är från en dag då temperaturen ute var hela 15 C. 1. Vad visar termometern i den högra snögubbens mun? 2. Förklara hur du tänker. F Tänk dig att du sätter på en kastrull med vatten på en kokplatta och vrider upp plattan så att den blir varm. När vattnet kokar, vrider du upp plattan så mycket det går. 1. Vad händer med temperaturen då? Hur varmt är vattnet till exempel efter 5 minuter? 2. Förklara hur du tänker. G När vattnet i en bägare kokar ser man hur bubblor stiger upp genom vattnet till ytan. Vad innehåller dessa bubblor? H I en burk med lock finns iskuber. Burken med sitt innehåll väger 450 g. Efter en stund har all is smält. Hur mycket väger burken med sitt innehåll nu? Väger den mer, mindre eller lika mycket som förut? OM DU HINNER I En atoms diameter (tjocklek) är endast 0,000 000 0001 m. Hur många atomer måste man lägga i rad för att den sammanlagda längden ska bli 1 mm?
2.2 10. Kan du gissa rätt vikt? Om man ofta väger saker, blir man så småningom ganska duktig på att uppskatta vikt. Det kan till exempel gälla för en torgförsäljare som väger upp frukt och potatis till sina kunder. Men för oss andra är det ganska svårt att göra uppskattningar om vikt. I den här laborationen ska du först försöka uppskatta hur mycket du tror att olika föremål väger och sedan kontrollväga dem. Du behöver: Våg och föremål av olika slag. A Rita en tabell med plats för 8 10 föremål. B Välj ut 8 10 föremål. Uppskatta föremålens vikt och skriv ner dina gissningar i tabellen. C Väg alla föremålen på vågen och för in dess vikt i tabellen. Gör gärna det hela som en tävling mellan deltagarna i gruppen. Först får var och en gissa vikten. Sedan väger man. Den som är närmast det rätta värdet får 1 poäng. D Skriv en laborationsrapport.
2.2 11. Ordfläta Lös ordflätan. Om du hittar de rätta orden kommer bokstäverna i de markerade rutorna att bilda ett aktuellt ord. Vilket är det? 1. En molekyl är uppbyggd av 2. är en av materiens tre former. 3. gör ett ämne när det går från fast form till vätskeform. 4. gör ett ämne när det går från vätskeform till fast form. 5. Antalet grundämnen i naturen är ungefär 6. 60 sekunder är detsamma som en 7. Vatten vid temperaturen 100 C.
2.2 12. Avläsning av mätglas Om du vill ta reda på vilken volym en vätska har, kan du använda ett mätglas. Ett sådant är som regel graderat i milliliter (ml). Eftersom 1 ml = 1 cm 3 kan du välja att ange volymen i cm 3 istället. A Titta på bilderna och besvara följande två frågor: a) Hur stor är volymen mellan två streck hos de olika mätglasen? b) Hur stor volym har vätskan i de olika mätglasen? 1 a) 2 a) 3 a) 4 a) 5 a) b) b) b) b) b) OM DU HINNER B Mellan några volymenheter finns följande samband: 1 liter = 1 dm 3 1 liter = 1 000 ml 1 m 3 = 1 000 liter 1 ml = 1 cm 3 Vilka tal saknas? 1. a) 2 dm 3 = liter b) 25 ml = cm 3 c) 3,5 liter = dm 3 2. a) 0,8 liter = dm 3 b) 0,5 m 3 = liter c) 0,8 liter = ml 3. a) 1 dm 3 = ml b) 3 500 cm 3 = liter c) 0,2 dm 3 = ml 4. a) 500 cm 3 = dm 3 b) 1 m 3 = dm 3 c) 1 m 3 = ml
2.2 13. Volymen av en träkloss och av vätskor Volymen av ett fast föremål kan du ibland räkna ut. I den här laborationen ska du bland annat bestämma volymen av en träkloss. Du behöver: Träkloss, linjal och miniräknare. A Ta reda på hur stor volymen av träklossen är. Avrunda svaret till heltal. B I klassrummet finns det sex mätglas med vatten i. Hur stor är volymen i de olika mätglasen? Mätglas 1: Mätglas 2: Mätglas 3: Mätglas 4: Mätglas 5: Mätglas 6: C Lös uppgifterna. Använd dig av följande samband: 1 liter = 1 dm 3 1 liter = 1 000 ml 1 m 3 = 1 000 liter 1 ml = 1 cm 3 1. En kartong är 5 dm lång, 3 dm bred och 4 dm hög. Hur stor är volymen? Svar: dm 3 = liter 2. En låda har längden 10 cm, bredden 3 cm och höjden 5 cm. Hur stor är volymen? Svar: cm 3 = ml 3. Vilka tal saknas? a) 2 dm 3 = liter b) 25 ml = cm 3 c) 3,5 liter = dm 3 d) 7,5 cm 3 = ml 4. En trälår har invändigt måtten 1,2 m, 0,6 m och 0,5 m. Hur många liter rymmer trälåren? Svar: liter 5. En kartong är 5 dm lång, 4 dm bred och 25 cm hög. Hur stor är volymen? Svar: liter OM DU HINNER 6. Vilka tal saknas? a) 1 dm 3 = ml b) 3 500 cm 3 = liter c) 0,2 dm 3 = ml d) 1 m 3 = ml
2.2 14. Volymen av ett oregelbundet föremål Ibland kan man inte mäta föremålet och på så sätt räkna ut volymen. Hur ska man till exempel göra om man vill ta reda på volymen hos en sten? Du behöver: Mätglas, oregelbundet föremål, snöre, kork och knappnål. A Fundera ut ett sätt att bestämma volymen av ditt oregelbundna föremål. B Lista ut ett sätt att ta reda på volymen av en kork. C Skriv en laborationsrapport. Beskriv i rapporten hur du gjorde för att bestämma volymen i de båda fallen samt vilka resultat du kom fram till.
2.2 15. Volymen av en droppe En vattendroppe är så liten att det inte går att mäta volymen med ett mätglas. Hur gör man då? Du behöver: Droppflaska eller pipett och ett litet mätglas. A Fundera ut ett sätt att bestämma volymen av en vattendroppe. B Skriv en laborationsrapport. Beskriv i rapporten hur du gjorde för att bestämma volymen.
2.2 16. Ordfläta Lös ordflätan. Om du hittar de rätta orden kommer bokstäverna i de markerade rutorna att bilda ett aktuellt ord. Vilket är det? 1. En molekyl består av två eller flera 2. Samma sak som dm 3. 3. Enhet för massa. 4. cm 3 är en enhet för 5. Samma sak som massa. 6. Is vid temperaturen 0 C. 7. I Sverige mäter vi temperatur i grader 8. När vatten kokar bildas 9. En vatten består av två väteatomer och en syreatom. 10. förekommer i tre olika former, fast form, vätskeform och gasform.
2.2 17. Vad är densitet? En gammal kuggfråga lyder så här: Vad väger mest, 1 kg bly eller 1 kg bomull? Vilket är det rätta svaret? För att man ska kunna jämföra två ämnen med varandra vad gäller vikten, är det viktigt att man jämför lika stora volymer. Man har därför infört ett begrepp som heter densitet. Ett ämnes densitet anger hur stor massa en viss volym av ämnet har. Ofta används volymen 1 cm 3 när man vill jämföra olika ämnens vikt. tenn bly massa = 7,3 g massa = 11,3 g volym = 1 cm 3 volym = 1 cm 3 På sid 334 i grundboken och sid 175 i lightboken finns en tabell som visar densiteten hos ett antal ämnen. Använd den tabellen när du löser följande uppgifter. 1. Vilken densitet har: a) tenn b) bly 2. Ett föremål har massan 40 g och volymen 20 cm 3. Vilken är densiteten? 3. Hur stor densitet har ett föremål med massan 45 g och volymen 10 cm 3? 4. Vilken densitet har: a) guld b) zink 5. Hur stor massa har: a) 1 cm 3 silver b) 2 cm 3 silver 6. Några elever skulle bestämma densiteten hos ett föremål men de visste inte vad det var tillverkat av. De kom fram till att densiteten var 7,4 g/cm 3. Vilken metall var föremålet troligen tillverkat av? 7. En stav av bly är 10 cm lång, 1 cm bred och 1 cm hög. a) Vilken volym har staven? b) Hur stor är massan? 8. Hur stor massa har 5 cm 3 koppar? 9. Ett föremål har volymen 10 cm 3 och massan 27 g. Vilket ämne är föremålet förmodligen tillverkat av? 10. Johan ska bestämma densiteten hos svavelsyra. Han finner då att 20 cm 3 har massan 37 g. Vilket värde får Johan på svavelsyras densitet? OM DU HINNER Du behöver: Miniräknare 11. Vilket väger mest, en blykula med volymen 6 cm 3 eller en järnkula med volymen 9 cm 3? 12. Hur stor volym har ett föremål av aluminium vars massa är 54 g? 13. En kub av koppar har sidan 10 cm. Hur stor är kubens massa? 14. Densitet kan mätas i andra enheter än g/cm 3. En vanlig enhet är kg/m 3. En viss typ av olja har densiteten 920 kg/m 3. Vad motsvarar det i g/cm 3? 15. Ett föremål av bly har massan 56,5 g. Föremålet sänks ner i ett mätglas med vatten. Vattenytan stiger till nivån 18 cm 3. Hur mycket väger vattnet i mätglaset?
2.2 18. Hur stor är densiteten? I den här laborationen ska du bestämma densiteten av några olika ämnen. Du behöver: Våg, mätglas, föremål av olika material och miniräknare. A Välj ut några ämnen som du vill bestämma densiteten av. B Gör en tabell enligt bilden, men med plats för 5 6 ämnen. C För in de värden du får på massa och volym i tabellen. D Beräkna densiteten och för in i tabellen. Avrunda till en decimal. E På sid 334 i grundboken och sid 175 i lightboken finns en tabell med värden på olika ämnens densitet. Använd den och fyll i den sista kolumnen i din tabell. F Skriv en laborationsrapport och beskriv i den hur du gjorde för att ta reda på densiteten hos ett ämne. OM DU HINNER G Lös följande uppgifter: 1. Ett föremål har massan 25 g och volymen 10 cm 3. Vilken är densiteten? 2. En träkloss är 10 cm lång, 2 cm bred och 5 cm hög. Den väger 85 g. Hur stor densitet har träklossen? 3. Ett föremål med massan 75 g sänks ner i ett mätglas. Vattenytan stiger från 90 ml till 140 ml. Vilken densitet har föremålet? (1 ml = 1 cm 3 ). 4. Ett prydnadsföremål av glas väger 150 g. Glas har densiteten 2,5 g/cm 3. Hur stor volym har föremålet?
2.2 19. Vilken densitet har sand? För att kunna räkna ut densiteten hos sand måste man veta sandens volym och vikt. Men hur tar man reda på sandens volym? Om du häller sanden i ett mätglas kommer det ju att bli en massa små luftfickor mellan sandkornen. I den här laborationen får du lära dig hur man kan göra. Du behöver: 2 mätglas (250 ml), våg, sand och miniräknare. A Bestäm massan av ett av mätglasen. B Fyll mätglaset med sand upp till 100 ml strecket. C Bestäm massan av mätglas + sand. D Räkna ut hur stor massa sanden har. E Fyll det andra mätglaset med 100 ml vatten. F Häll försiktigt ner vatten i mätglaset med sand. Eftersom det finns tomrum mellan sandkornen tränger vattnet ner i sanden. G Häll i vatten till dess att den sammanlagda volymen av sand och vatten är 100 cm 3 (100 cm 3 = 100 ml). H Nu vet du hur mycket vatten som du hällt ner i mätglaset med sand. Då kan du lätt räkna ut hur stor volymen sand är. I J Räkna ut sandens densitet. Avrunda till en decimal. Skriv en laborationsrapport.
2.2 20. Tre kluringar Lös uppgifterna med hjälp av tabellen. Du behöver: Miniräknare. A Vid en laboration i fysik skulle några elever avgöra vilket ämne några föremål var tillverkade av. Till sin hjälp hade de en våg och ett mätglas. Ett av föremålen hade massan 210 g. När föremålet sänktes ner i mätglaset steg vatten ytan från 160 ml till 185 ml. Vilket ämne var före-målet tillverkat av? B Hur mycket väger en isbit med volymen 5 cm 3? C Lena vägde ett föremål av aluminium. Hon fann att föremålets massa var 105,3 g. Lena sänkte ner föremålet i ett mätglas som innehöll vatten. Vattenytan steg då från 50 ml till en högre nivå. Vilken nivå visade mätglaset efter att Lena sänkt ner föremålet? Ämne Densitet (g/cm 3 ) Aluminium 2,7 Betong Bly 11,3 Diamant 3,5 Glas 2,5 Guld 19,3 Is 0,92 Järn 7,9 Koppar 9,0 Mässing 8,4 Platina 21,4 Silver 10,5 Tenn 7,3 Uran 18,9 Volfram 19,3 Zink 7,1