Energi - ett arbetsområde Mer information om energi, ett naturvetenskapligt arbetssätt och att redovisa finns på www.lektion.se. Gå till Sök lektion, skriv novis i sista sökrutan! K-G Ahlström Avsnitt Arbetsform Hjälpmedel Kontaktpunkt Visa stordian, diskutera. Stordia: Karta över värmestrålning Det här känner jag till om energi Olika energiformer Från en energiform till en annan. Att låta en ficklampa lysa. Elevexperiment Eleverna, gärna gruppvis, skriver punktvis ner vad de vet om energi. Sammanfatta och diskutera Diskutera fram olika energiformer. Kärnenergi Kemisk energi Elenergi Strålningsenergi Lägesenergi Rörelseenergi Värmeenergi Demonstration Energikedja: Kemisk energi elenergi strålning Värme Glödlampan Elmotorn Brännglaset Ballongen Att vrida fram värme Ett ljus som brinner Bollen Speldosan Rörlig leksak Leksaksbilen Hoppande halvklotet Att tända ett ljus Anteckningsbok svarta tavlan Stordia: Energiformer Ficklampa Glödlampa, batteri 4,5V Elmotor, batteri 4,5V Positiv lins Ballong Kork med hål, termometer Värmeljus, tändstickor Boll Speldosa Rörlig leksak Leksaksbil, ev batteri Halvklot av plast Värmeljus, tändstickor Textuppgifter Lös uppgifterna enskilt eller i grupp. Stenciler: Sätt ut rätt slags energi. Från en energiform till en annan Stordia Visa stordian över hur jorden får sin energi. Diskutera. Stordia: Hur jorden får sin energi 1 Energi, Energi ett arbetsområde
Kommentarer till planeringen Kontaktpunkt En lämplig kontaktpunkt är att visa stordian med en bild från ett fotografi taget med en värmekänslig sensor från en satellit och fråga eleverna om förslag på vad den föreställer. Bilden visar värmestrålningen från Norden, Östersjöstaterna och norra delen av Europa. Det går lätt att hitta Norges och Sveriges kuster. Många barn tror att energi förbrukas men bilden visar tydligt att den omvandlas till värmestrålning. Man kan börja fundera över varför fläckarna finns efter kusterna, varför det inte finns lika många fläckar i de baltiska staterna som i Sverige osv. En annan synpunkt är att det finns ett klart samband mellan storleken på energiomvandling och mellan de ökande miljöproblemen. Det här känner jag till om energi Ta reda på var Eleverna står och börja där (Ausubel) Olika energiformer Diskutera, använd stordian för att lära eleverna att skilja på de olika energiformerna. Från en energiform till en annan Batteriets kemiska energi omvandlas till elenergi när strömmen sluts. Den omvandlas i sin tur till strålnings- energi och värmeenergi. Värmeenergin sprids slutligen till luften runt omkring ficklampan. Elevexperiment Glödlampan Batteriets kemiska energi omvandlas till elenergi när strömmen sluts. Den omvandlas i sin tur till strålnings- och värmeenergi. Värmeenergin sprids slutligen till luften runt omkring ficklampan. Elmotorn En elmotor ansluts till ett batteri. Batteriets kemiskt lagrade energi omvandlas till elenergi som i sin tur omvandlas till rörelseenergi och slutligen värmeenergi. Brännglaset Ett brännglas hålls i solstrålarna eller i ljuset från en projektor. Man kan påvisa värmeenergin genom att fokusera strålarna på handen eller på ett papper. Strålningsenergi har omvandlats till värmeenergi. Ballongen Ballongen blåses upp och släpps. Den egna kemiska energin omvandlas till lägesenergi inne i ballongen. När den släpps omvandlas den i sin tur till rörelseenergi. Att vrida fram värme I en stor kork borras ett hål med samma diameter som kulan på en termometer. Termometern vrids runt i hålet och man ser hur temperaturen stiger. Kroppens lagrade energi omvandlas till rörelseenergi som i sin tur omvandlas till värmeenergi. Försöket måste utföras med försiktighet så att inte termometern går sönder. Självklart skall man inte använda en kvicksilvertermometer. Ett ljus som brinner När ljuset brinner omvandlas ljusets kemiska energi till strålningsenergi och värmeenergi. För att tända ljuset behövs ett energitillskott. Det får man från tändstickans värmeenergi. Så egentligen är det en ganska komplicerad energikedja. Bollen En plast- eller gummiboll släpps mot golvet. För att lyfta upp den krävs en energiomvandling från armens kemiska energi till att höja bollens lägesenergi. Sen omvandlas lägesenergin till rörelseenergi osv. Bollen slutar att studsa efter en stund. All energi har då omvandlats till onyttig värmeenergi. Speldosan När veven dras runt omvandlas kroppens kemiska energi till rörelseenergi. Ett stift spänner och frigör ett metallbleck som bildar en ton när det vibrerar. När blecket spänns omvandlas handens rörelseenergi till lägesenergi i blecket. Det ger i sin tur rörelseenergi. Vibrationen är en 2 Energi, Energi ett arbetsområde
växling mellan läges- och rörelseenergi i blecket. Ljudet är en form av rörelseenergi. Rörlig leksak I en fjäderdriven krokodil eller liknande leksak spännes fjädern genom att t ex stjärten trycks ned. Handens kemiska energi omvandlas då till rörelseenergi. I fjädern alstras lägesenergi som i sin tur ger rörelseenergi för att driva krokodilen framåt. Leksaksbilen Om bilen är batteridriven omvandlas batteriets kemiska energi till elektrisk energi som i sin tur ger rörelseenergi. I en fjäderdriven leksaksbil eller en där bilen dras bakåt och sedan släpps omvandlas kroppens kemiska energi till lägesenergi i en fjäder. Lägesenergi ger sen i sin tur rörelseenergi. Hoppande halvklotet Halvklotet är gjort av plast. Om det vänds utoch in och läggs på ett bord sprätter det iväg. Klotet har tillförts lägesenergi som i sin tur omvandlas till rörelseenergi. När det har kommit högst upp har rörelseenergin omvandlats till ny lägesenergi som i sin tur omvandlas till rörelseenergi när klotet ramlar ner. Att tända ett ljus När tändstickan dras över plånet omvandlas handens kemiska energi till rörelseenergi. Pga friktion mellan tändsticka och plån omvandlas rörelseenergin i sin tur till värmeenergi. Tändstickan antänds och värme- och strålningsenergi bildas. När tändstickan brinner omvandlas kemisk energi till värme- och strålningsenergi. I ljusets veke förgasas stearinet av värmen från tändstickan. Gasen antänds. Ny värme- och strålningsenergi strålar ut från ljuset. Textuppgifter De olika energiformerna Uppgiften är att sätta ut rätt slags energi efter varje påstående. Uppgiften kan t ex användas som ett diagnostiskt prov. De olika energiformerna som efterfrågas är i ordning: Värmeenergi, kemisk energi, kärnenergi, strålningsenergi, lägesenergi, rörelseenergi, elenergi, strålnings- och värmeenergi, kemisk energi, lägesenergi, värmeenergi, kärnenergi, kemisk energi, rörelseenergi och kemisk energi. Från en energiform till en annan. Uppgiften kan användas som underlag för att få eleverna att diskutera energiomvandlingar. En annan möjlighet är att försöka få eleverna att inse att energiomvandlingar går i en riktning nämligen från energiformer med hög kvalité till former med lägre kvalité. En tredje möjlighet är att låta eleverna författa liknande uppgifter. Stordia Hur får jorden sin energi? Som en avslutning är det lämpligt att visa stordian över hur jorden får sin energi. Den visar hur solen är den dominerande energikällan och hur beroende vi är av elenergi och av fossila bränslen, dvs olja och kol. Peka också på elenergins centrala roll. Det är kanske lämpligt att påpeka att människan har använt elenergi i ca 100 år och att de fossila bränslena inte är förnybara och att de i huvudsak används som bränslen med koldioxid som slutprodukt. Energiformer Använd stordian med en översikt av de olika energiformerna för att diskutera, beskriva och memorera dessa. Stordian skall ge eleverna en bild av de olika energiformerna och ett eller flera nyckelord för att komma ihåg dem bättre. Bilderna blev inte bättre, de är vad jag har i mitt bildarkiv. Solglasögonen skall associera till solen. I stället för ett äpple som exempel på lagrad energi kunde jag ha använt ett oljefat eller en maträtt. Elenergin bildas och används i samma ögonblick. Ljuset är en del av strålningsenergin. Den vänstra klossen har högre lägesenergi i förhållande till den högra. Den har lyfts upp till ett högre läge. Andra exempel på lägesenergi är en spänd fjäder, bågsträng eller komprimerad luft. Sköldpaddan är på väg åt höger, sakta med obevekligt. Den största delen av energin som strålar ut från en lampa är faktiskt värmeenergi. Elevinstruktioner Används för att skriva i namnet på experimenten. 3 Energi, Energi ett arbetsområde
Sju olika energiformer Sätt ut rätt slags energi: Kärnenergi Kemisk energi Elenergi Strålningsenergi Lägesenergi Rörelseenergi Värmeenergi Solstrålarna träffar oss och det känns varmt. Solstrålarna ger oss De kemiska reaktioner som ger oss energirika ämnen i de gröna bladen kallas fotosyntes. I bladen lagras då Reaktioner i solens inre mellan atomkärnor är ett exempel på Från solen transporteras stora energimängder. Den energin kommer till oss genom tomma rymden och kallas En spänd fjäder har En bil som rör sig har Stora mängder energi forslas genom hela Sverige från Norrlands älvar till Götalands industrier och samhällen genom Ett ljus som lyser sänder ut Ett släckt ljus är exempel på I en spänd pilbåge finns Om temperaturen stiger är det ett exempel på att det bildas Ett slags energi, som är mycket viktig för vår energiförsörjning, men som vi inte har möjlighet att undersöka i skolan är I olja finns lagrad Själva snurrandet i en snurrande axel till en elmotor är ett exempel på I ett elektriskt batteri finns det 4 Energi, Energi ett arbetsområde
Från en energiform till en annan Här kommer några episoder ur min vardag. Diskutera vilka energiformer som beskrivs i texten. Välj bland energiformerna: Rörelseenergi Lägesenergi Elektrisk energi Kemisk energi Strålningsenergi Kärnenergi Värmeenergi Min pappa lärde mig att när jag fryser om tårna, så skall jag sparka hälen mot en trottoarkant. Då blir tårna varma. Jag har ett konstverk i mitt rum. Det hänger över värmeelementet och när elementet är varmt vrider konstverket sig. Jag är laglydig. När jag cyklar på kvällen, har jag min batteribelysning på. Min fru har i stället en dynamo som ligger an mot framdäcket. Så även hon kan få ljus när hon cyklar i mörkret. I mitt armbandsur har jag en solcell som laddar upp ett batteri. Jag har ett väggur. Jag drar upp en fjäder som sen driver urverket. Min hund äter som en varg. Efter försöker hon hoppa upp i famnen på mig. Jag jagar med pil och båge. Jag drar i strängen, spänner bågen och skjuter iväg en pil. I mitt lilla kärnkraftverk värmer jag vatten. Ångan släpper jag in i en turbin som ger el i en generator. Jag äter alltid en ordentlig frukost. Sen tar jag en promenad för att inte bli för fet. Jag har märkt, att om jag lägger handen mot bashögtalaren, vibrerar den när jag spelar skivor. 5 Energi, Energi ett arbetsområde
6 Energi, Energi ett arbetsområde
7 Energi, Energi ett arbetsområde
Hur får jorden sin energi? K-G Ahlström Solen Vatten värms Land värms Fotosyntes Luft värms Biobränsle Mat Kärnenergi Fossila bränslen Elektrisk energi Uppvärmning Transporter Kemisk industri Ljus Mekaniskt arbete Elektrokemi Uppvärmning Kommunikation 8 Energi, Energi ett arbetsområde
Från en energiform till en annan K-G Ahlström Välj bland energiformerna Elenergi Kärnenergi Kemisk energi Lägesenergi Rörelseenergi Strålningsenergi Värmeenergi Så här kan du redovisa Skriv av rubriken Skriv vilken energikedja försöket hade. Rita en bild Skriv hur du märkte att det blev en energikedja. Så här kan du arbeta Diskutera hur ni skall arbeta Tänk efter vad ni tror kommer att hända Tänk efter vilken energiform som finns Tänk efter hur den formen kommer att omvandlas till andra energiformer Gör så att något händer Diskutera hur energikedjan ser ut (framåt, grenar) 9 Energi, Energi ett arbetsområde