Elevøvelse om drivhuseffekt

Drivhuseffekten skaper livsgrunnlaget på jorda. Uten drivhusgasser i atmosfæren ville jordens gjennomsnittstemperatur vært -19 grader celsius. Drivhusgassene i atmosfæren slipper solstrålene inn, men hindrer varmestrålingen i å reflekteres ut i stratosfæren igjen. Jo flere drivhusgasser i atmosfæren, desto tykkere ozonlag. Fordi varmestrålingen er langbølget, vil færre av solstrålene klare å reflekteres ut i stratosfæren, og jorden vil oppleve økt global oppvarming. Da vil temperaturen på jorda øke. Dette vil forårsake en rekke skader. En av de største utfordringene, er om isen på nord- og sørpolen vil smelte.


Heniskten med dette forsøket var å undersøke hvordan drivhuseffekten kan gi økt temperatur, og hvordan en økning av drivhuseffekten kan påvirke havnivået ved issmelting. 


Utstyr:
-kokeplate
-glassplate
-plastfolie
-to termometre
-lyskilde (eks lystoffrør)
-to like store plastbokser
-to like isbiter
-to steiner
-vann


Først undersøkte vi hvordan synlig lys og varmestråling slapp igjennom en glassplate, som skulle simulere solens varmestråling gjennom ozonlaget. Vi varmet opp en kokeplate, og følte varmen ved å holde hånden litt over platen. Så holdt vi en glassplate mellom platen og hånden. Resultatet ble at nesten all varme forsvant med en gang. Dette er en simulering av drivhusgassene i jordatmosfæren. Jo tykkere glassplaten er, desto mer varme holdes ute. Jo flere drivhusgasser som opptar atmosfæren vår, desto mindre varmestråling vil slippe ut, tilbake til stratosfæren. 
Så undersøkte vi om synlig lys fra lysstoffrør, ville gå gjennom glassplaten. Det synlige lyset går igjennom, men vi kan ikke se om varmestrålingen gjør det. Antakeligvis er reaksjonen lik som med kokeplata, der varmestrålingen i høy grad stoppes av glassplaten.

Deretter skulle vi undersøke om eventuelle temperaturforskjeller mellom to bokser med vann, der den ene var dekt med plastfolie, og den andre ikke. Vi plasserte to termometere i hver sin boks. Etter en stund viste temperaturen en stigning fra 20 grader celsius til 23 grader. Vi oppdaget ingen forskjell. Her kan det være feilkilder, som at plastfolien muligens ikke var helt tett, eller at rommet var for kjølig slik at all varme ble spredd ut i rommet.


Det siste vi utforsket var stigningsforskjeller i vann, der is smeltet på og ved siden "fjellgrunn". Vi fylte altså to bokser med vann opp til randen, og hadde plassert to like store steiner oppi. Der isen skulle smelte på steinen illustrerte vi hva som ville skje dersom antarktis som er bygd på stein, ville smelte. Der isen ligger ved siden av steinen illustreres arktis, som er is på vann. Resultatet ble at vannivået der isen smeltet på stein, steg- i motsetning til der isen smeltet i vannet. Dette kan tolkes som at dersom antarktis, som er bygget på stein, smelter, vil det bli økt havnivå som medfører oversvømmelser. På Arktis derimot, hvor isen flyter i vannet og det kun er landmasse rundt, vil ikke havnivået stige. Dersom isen smelter, vil derimot isbjørnen bli truet på livet. Forskjellen ligger i at der isen ligger på stein, vil volumet øke, da havet får tilført masse. Der isen ligger og flyter på vannet, er isen allerede inkludert i havets volum.


(Flere bilder kommer)

Forsøk: Vi måler radioaktivitet

Heniskten med dette forsøket, var å vurdere resultater og mulige feilkilder, i målingen av radioaktivitet.


Radioaktivitet er en prosess der en atomkjerne desintegrerer, altså kvitter seg med sitt overskudd ved å sende ut energi-rik stråling. Radioaktive stoffer består av spesielt ustabile isotoper som ofte desintegrerer (brytes ned). Atomkjernen sender altså ut stråling, enten i form av alfa, beta eller gammastråler. 

Alfastråling, består av heliumkjerner med kort rekkevidde. Betastråling består av frigjorte elektroner, mens Gammastråling er elektromagnetisk stråling av energirike gammafotoner. Når en atomkjerne sender ut heliumkjerner (alfa) eller elektroner (beta), blir det dannet et nytt grunnstoff.Alfastråler kan stoppes av papir, mens betastrålene (elektroner) blir først stanset av en treplate. Gammastråler (elektromagnetisk stråling) blir derimot kun stanset av en tykk plate av betong eller bly.
Jorda har alltid vært utsatt for en svak ioniserende stråling. Den er en del av naturen. Mesteparten av strålingen kommer fra bakken og skyldes radioaktive stoffer i jordskorpen. Noe kommer fra verdensrommet som kosmisk stråling. Denne strålingen - enten den kommer fra bakken eller verdensrommet - kaller vi bakgrunnsstrålingen, og kan påvirke målingsresultatene.  
Utstyret vi brukte var et "gamma scout" målingsapparat og tre ulike radioaktive mineraler, Orthitt, Euxenitt og Raudberg. 


Etter å ha målt bakgrunnstrålingen ute og inne, gjennom tre ulike innstillinger- fikk vi målt de tre ulike former for radioaktiv stråling- aplfa, beta og gamma- stråling. Vi målte i ett minutt, og vet dermed at ved å dividere på 60, vil vi vite radioaktivitet per sekund. Slik gikk vi også frem, ved målingen av tre ulike mineraler, Orthitt, Euxenitt og Raudberg. Vi holdt "gamma scout" måleren tett inntill mineralene, før vi målte de på nytt, med et ark og så en bok, som sperre. Dette gjelder alle de tre mineralene. 

Resultatet av målingene ser slik ut. Her vises de tre ulike innstillingene for de ulike typer stråling. Beta- og gammastråling (ß+y), kun gammastråling (y) og alfa-, beta- og gammastråling (a+ß+y). I radioaktive stoffer måles antallet omdanninger i stoffet per tidsenhet med måleenheten becquerel, Bq. 1 Bq tilsvarer at én atomkjerne omdannes per sekund. Resultatene viser at Euxenitt har størst radioaktivitet, og det gir størst utslag på målingen av beta- og gamastråling. Derimot blir strålingen sterkt redusert av både papir og bok som hinder. Dette er litt mistenksomt, ettersom både gamma og beta-stråler krever enten bly, betong eller en tykk treplate, for å la seg hindre. Generelt ser vi at de ulike mineralene inneholder ulike stoffer som stråler i ulike mengder.

Feilkilder ved målingene kan være at det var flere mineraler i klasserommet, som ble regisrtrert på måleren.

Halveringstid med terningkast

Hensikten med dette forsøket var å simulere halveringstiden til et radioaktivt stoff.
Utstyret vi brukte var en kopp med 20 terninger.

Min hypotese for dette forsøket var at halveringstiden ville bli omtrent 50 minutter.

De 20 terningene ble kastet i 5 serier, med minimum ti 10 kast per serie (slik at alle terningene ble seksere). For hvert kast, ble hver terning med seks øyne, lagt bort. Antall ikke-seksere ble oppført i en tabell. Dette skal simulere hvordan radioaktivt stoff spaltes i en atomkjerne. En graf illustrerte resultatene og halveringstiden.

Utifra tabellen ser vi at resultatet og halveringstiden blir på 40 minutter, og da var halvparten av alle kastene våre blitt 6'ere. Halveringstiden er den tiden som går før halvparten av atomkjernen i det radioaktive stoffet er omdannet til andre atomkjerner. En sekser er en simulering av spalting av en atomkjerne.

Ved å lese av tabellen, ser vi at halveringstiden er 40 minutter- da vi ser at y-aksen på grafen viser halveringspunktet, altså 50 kast. Her var alstå halvparten av alle terningene, blitt seksere.

Å lage et galvanisk element

Hensikten med dette forsøket var å lage et galvanisk element som leverer strøm til en lyspære. Vi skal forsøke å finne ut om kaffefilter eller tørkepapir fungerer best som saltbro, og om cellepotensialet er avhengig av elektrolyttenes konsentrasjon. 

Bakgrunnsteori: Danielcellen ble oppfunnet av J.F. Daniell i 1836. I dag regner vi Danielcellen bestående av to halvceller (sinkstav i sinkioneløsning og kobberstaven i kobberioneløsning). Halvcellene er bundet sammen med en saltbro (elektrolytt). Når sinkstanga (negativ pol) og kobberstanga (positiv pol) kobles sammen med en ytre strømkrets, avgir danielcellen elektrisk energi. Det strømmer elektroner fra sinkstanga til kobberstanga gjennom lederen (saltbroen). Spenningen mellom polene i en daniellcelle er 1,1 V. 

Min hypotese for dette forsøket var at tørkepapiret ville fungere best som saltbro. Jeg trodde ikke at det ville bli produsert noe mer elektrisitet om jeg tilsatte ekstra med sink- og kobbersulfat i glassene. 

Utstyr:

2 begerglass

kobberstrimmel

sinkstrimmel

2 ledninger

voltmeter

2 krokodilleklemmer

tørkepapir

kaffefilter

sinksulfatløsning ZnSO4

kobbersulfatløsning Cu(SO4)2

kaliumnitratløsning.

Fremgangsmåte: Først hadde jeg lunket vann i to glass. Sinksulfatløsning ZnSO4 og sinkstrimmel i det ene, kobbersulfatløsning Cu(SO4)2 og kobberstrimmel i det andre. Deretter koblet jeg sink- og kobberstrimlene med hver sin ledning ved hjelp av krokodilleklemmene. De to ledningene koblet jeg så til voltmeteret. Deretter lagde jeg en saltbro mellom de to begerglassene. Saltbroa ble laget ved å fukte en remse tørkepapir eller et brettet kaffefilter, med kaliumnitratløsning. Papiret ble så bøyd slik at begge endene av papiret stakk ned i hvert sitt begerglass. Da skal lyspæren lyse. 

Resultater: Voltmeteret viste 0,9 V både ved bruk av kaffefilter og tørkepapir som saltbro. Selvom spenningen egentlig skulle vært 1,1 V, ble spenningen stor nok til at lyspæren lyste. Resultatet endret seg ikke da jeg tilsatte ekstra sink- og kobbersulfat. Cellepotensialet ble altså ikke påvirket av elektrolyttenes konsentrasjon. 

Den kjemiske energien ble overført til elektrisk energi, og er derfor en daniellcelle. Reaksjonslikningen for daniellcellen ser slik ut:

Zn(s) + Cu^2+ (aq)  --> Zn^2+ (aq) + Cu(s) + elektrisk energi
2e- ---->

Her ser vi at sink oksiderer og overfører elektroner til kobberet, som blir oksidert. Det begynner med at sinkatomer fra sinkstanga (negativ pol) avgir to elektroner. Elektronene går ut i løsningen og sinkstanga mister altså masse. Dermed blir Zn til Zn^2+. Kobberionene i det andre begeret er en positiv pol. Elektronene overføres gjennom den ytre kretsen (ledningene), til den positive polen, kobberhalvcellen (det andre begeret). Her tar kobberionenen opp to ioner. Cu ^2+ +2 e- blir redusert til Cu- atomer, som setter seg på koberstanga. Kobberstanga får dermed tilført masse. 

Sinkstanga (den negative pollen) ble altså oksidert og avga elektroner. Ved den positive polen (kobberstanga) skjedde det en oksidasjon, hvor det ble tatt opp elektroner. Elektrolytten leder strømmen og forbinder de to halvcellene.

Feilkilder:  Det var flere av mine medelever som fikk ulike resultater ved bruk av kaffefilter og tørkepapir som saltbro. Tørkepapiret ga gjerne et høyere utslag på voltmeteret, altså overførte det mer strøm. Én årsak til ulikheten, kan være at tørkepapiret har en mindre tett struktur, slik at stoffene lettere slipper gjennom. Ettersom spenningen mellom sinkstanga og kobberstanga egentlig er på 1,1 V, kan det være feilkilder også i mitt forsøk. Det kan være at papir ikke er det beste å bruke som saltbro, ford det gir ionene dårlig frakt, og ikke alt stoffet overføres. Det kan derfor lønne seg å bruke en annen saltbro.


Konklusjon:
I dette forsøket har vi fått en lyspære til å lyse, ved hjelp av det galvaniske element, som gir elektrisk energi. Vi har sett på ulike saltbroer, og faktorer som kan påvirke resultatet. Vi har også kommet frem til at det ikke blir produsert mer strøm, om vi øker elektrolyttens konsentrasjon.

 Oversikt over de ulike delene. 

Voltmeteret viser den elektriske spenningen.

kilder:

http://snl.no/Daniellcellen

Naturfag 3, kap. 6 Mobile energikilder, av Aschehoug

Forsøk: Vi brenner magnesium

For øyeblikket studerer jeg mobile energikilder. I dette forsøket skal vi se på hvordan magnesium reagerer med oksygengass. Min hypotese før jeg gjennomførte forsøket, var at det ville oppstå et kraftig lys, (lik et stjerneskudd) idet magnesiumet reagerer med oksygengassen.

Utstyr.
-Vernebriller
-Magnesiumbånd
-Porselenskål
-Digeltang
-Lighter

Resultat.
Ved hjelp av varmeenergi, ble magnesiumbåndet antent og et kraftig, men lite lys oppsto. Denne reaksjonen er en redoksreaksjon. Her foregår det en oksidasjon og en reduksjon. Magnesiumet blir oksidert fra å være et Magnesiumatom til å bli et magnesiumion, når de to elektronenene i det ytterste skallet, oksideres (overføres) til et oksygenatom i oksygenmolekylet. Reduksjonen foregår når Oksygenatomet reduseres til et oksidion, ved at det tar opp to elektroner fra Magnesiumatomet. O- atmoet har nå fylt opp det ytterste skallet, og reaksjonslikningen er balansert fordi det er like mange Mg- atomer som O-atomer.

Slik ser reaksjonslikningen ut:

2 Mg(s) + O2 (g) --> 2 MgO (s)

Denne reaksjonen kan også kalles en forbrenningsreaksjon, fordi et bennbart stoff (eks. magnesium) reagerer med oksygengass. Magnesiumet ble altså oksidert og Oksygenet redusert. Denne reaksjonen ga et nytt stoff, som liknet på et hvitt, kalk- lignende pulver. Resultatet av reaksjonen var saltet Magnesiumoksid (MgO).

Før Magnesiumbåndet ble antent.

 

i reaksjon.

Saltet Magnesiumoksid er dannet.

Redoksreaksjoner

Forsøk: å vaske kobber rent med ketchup.

Vi bruker 50-øringer og ketchup som utgangspunkt. Det er lov til å blande inn mer av stoffer som allerede er i ketchupen. Utstyr du vil trenge: en skitten 50-øring, ketchup, håndklepapir + (ekstra ingredienser fra ketchup.)

Min ”hypotese” før forsøket var å bruke litt ekstra eddik og salt fra ketchupen, for å få 50-øringen ekstra blank.

En redoksreaksjon er en reaksjon med en elektronoverføring, altså både en oksidasjon og en reduksjon. Ketchup er en svak syre, og inneholder eddikk. Jeg tilsatte dessuten ekstra eddik for å gjøre væsken mer syrlig. Kobberet, derimot, består av positivt ladde ioner og er en base. Syren (ketchup + eddik+ salt) nøytraliserer kobberet (basen) gjennom redoksreaksjonen.

Først ser vi på hvordan kobberet blir til kobberoksid.

Cu ->^2+  +2e^- (fra vanlig kobber til kobber på ioneform/ oksidering av kobber)

2Cu  + 2O--> 2CuO  (ioneform av kobber reagerer med oksygen og blir til kobberoksid.)

Eddikksyre reagerer med kobberoksid og danner kobberacetat + vann. I denne reaksjonen binder to hydrogenatomer seg med oksigenatomet fra kobberoksid og danner vann.

For at det skitne laget på 50- øringen skal forsvinne, må CuO (oksidert kobber) bli kvitt oksideringen (O) som gjorde kobberet til kobberoksid.

Slik:
2CH3COOH + CuO -> (CH3COO)2 Cu + H2O
    eddikk       kobberoksid     acetat

Eddiksyren reagerer med kobberoksid (CuO) og danner kobberacetat og vann.
Oksigenatomet fra kobberoksid binder seg til de to hydrogenatomene fra de to eddikksyre-molekylene og danner vann tilsammen. Dermed er kobberet blitt kvitt oksygenatomet, og oksidasjonen av 50-øringen. Jeg tilsatte, som tidligere nevnt, også salt. Dette er fordi salt som løses i væske, løser elektroner til ioner, som lettere reagerer med stoffer. Vi ser altså at 50-øringen er blitt ekstra fin og blank, ved tilsetningen av eddik og salt i ketchupen som vaskemiddel. 

 

 kilder: 

http://snl.no/eddiksyre

Naturfag 3, kap 6. Mobile energikilder, av Aschehoug

debattinnlegg imot bjørn

Bjørnen har lenge vært omdiskutert, men omsider har Norge valgt å verne om brunbjørnen. Det er bare synd at 66,5 millioner kroner måtte bli utbetalt som skadeerstatning til norske sauebønner. Hadde det ikke vært for at sauene deres brutalt ble oppspist av rovdyr som bjørn, kunne staten prioritert langt viktigere saker. La oss heller ikke glemme at hver og en av oss, bidrar til å betale for hver sau som drepes, i form av skattebidrag.

De foreslåtte tiltak om verning av husdyr, er heller ikke særlig økonomiske. En kortere beitesesong, øker sannsynligheten for sykdom blant sauene, i tillegg til at det vil kreves langt mer fór. Gjeting er svært ueffektiv utnytting av arbeidskraft, og normale gjerder er ikke sterkt nok. Eventuelt måtte det blitt innført elektronisk strømgjerdet,  som sperret sauene inne, noe som også er kostbart og mer helsefarlig for sauene på sikt. 

Vi må heller ikke glemme at sauen kun er en brøkdel av bjørnens næringskilde. Elgen, tamrein, hest og kyr, er også truede arter. Det er mulig at bjørnen er blitt et symbol på villmark, men er ikke elgen, ”skogens konge”? Er ikke elgen en større del av norsk kultur enn bjørnen, som har vært utryddet nesten hele 1900- tallet? Alle arter bjørnen lever av, har i lang tid vært til stor nytte for oss mennesker. Om man absolutt ønsker å oppleve bjørnen, kan man vel ta seg en tur til Sverige?

Vi vet at bjørnen er altetende og fysisk overlegen mennesket. En skogtur i Norges vakre natur, bør ikke preges av frykt for å møte på bjørn. Som borger i et av verdens tryggeste land, bør ikke bjørnen få være et hinder for vakre naturopplevelser. Vi har en viktig kulturarv å ta vare på. I mellomtiden vil ikke redselen for bjørn forsvinne over natten.

Kilder:

http://www.aftenposten.no/nyheter/iriks/article4177472.ece

http://www.viten.no

http://no.wikipedia.org/wiki/Tamsau#Tap_i_utmark_og_til_rovdyr

http://www.rovdyrsenter.no/bjorn/bjornetreff