Concept Cartoon

Idag har vi sammanställt de intervjuer vi gjort med eleverna. Vi har intervjuat fyra elever var och vi ställde följande frågor:
1. Var finns luft?
2. Vad tror du att luft består av?
3. Om jag säger att luft väger, vad tänker du då?
4. Tror du att man kan samla luft? I tex en påse eller burk?

När vi sammanställt svaren gjorde vi en Concept cartoon med de uppfattningar vi fått fram gällande om luft väger och om det går att samla luft. Följande uppfattningar synliggjordes:
- Man kan samla luft i en påse om man blåser upp den.
- Man kan inte samla luft.
- Luft väger ingenting.
- Luft väger mycket.

Utifrån dessa uppfattningar har vi nu börjat planera för vårt lärandetillfälle. Vi har skrivit mål ur Lgr11 och syftet med vår lektion. Vi har även kommit fram till vilka experiment vi ska använda oss av för att eleverna ska få förståelse för att luft väger och tar plats. Vi har nu fastnat vid hur vi ska lägga upp lektionen och hur vi ska göra en intressant introduktion. Eftersom det är fredag eftermiddag ger vi upp för idag och hoppas att vi är mer kreativa på måndag! Trevlig helg!
Erika, Marica och Sofia

Lufttryck, lågtryck och högtryck

Lufttryck

Lufttrycket är trycket i den sammansatta gasen som utgörs av atmosfären. Trycket uppstår genom jordens dragningskraft på gasmassan och minskar med höjden över jordytan. Luftens tryck påverkas alltså av solens strålning och jordens rotation.

Lufttrycket vid en viss nivå är lika med tyngden av en lodrät luftpelare, som sträcker sig från nivån det är frågan om upp till atmosfärens övre gräns. Ju högre upp man kommer i atmosfären desto lägre blir lufttrycket. Detta beror alltså på att den ovanliggande luftmängden blir mindre.

Genom att studera lufttrycket kan man förutsäga hur vädret kommer att bli. Generellt brukar man säga att om lufttrycket stiger blir det en väderförbättring och om det sjunker blir det en väderförsämring. Med andra ord är det alltså förändringen i lufttryck som har betydelse för väderutvecklingen.

Fram till början av 1990-talet mättes lufttrycket oftast med hjälp av en kvicksilverbarometer men numera med olika typer av aneroidbarometrar, det vanligaste användarnamnet är dock barometer vilket är ett mycket noggrant instrument. Lufttrycket anges i hektopascal (hPa), vilket är detsamma som millibar (mb).

Vad är det som avgör hur stort lufttrycket är på en plats?

Bernes och Holmgren (2006) menar att det beror på hur mycket luft som finns där ovanför. Luften är nämligen inte tyngdlös.

Lufttrycket vid havets nivå orsakas av tyngden hos all den luft som finns i atmosfären ovanför oss.

Lågtryck

Sofia har i ett tidigare inlägg beskrivit luftens innehåll, form och egenskaper vilket jag tycker är bra att läsa för att få en grundläggande kunskap inom området. Med de förhållanden som råder i jordens atmosfär så uppstår luftmassor med olika tryck. De flesta lågtryck som passerar över Sverige har bildats långt ute över Atlanten. I lågtryck, även kallade cykloner, finns det mindre luft än runt omkring. Lågtryck förknippas ofta med höstrusk och annat dåligt väder. Det lågtryck vi är vana vid här i Sverige skapas som en störning längs en frontzon. Bernes och Holmgren (2006) beskriver det som att lufttrycket börjar sjunka kring vågtoppen, vågens framkant utvecklas till en varmfront, bakkanten till en kallfront. I anslutning till fronterna börjar det falla regn eller snö.

Högtryck

Högtryck är som bekant motsatsen till lågtryck. Det är ett område där lufttrycket är högre än i omgivningen. Luften runt ett högtryck roterar medurs norra halvklotet och moturs på södra. Orsaken till virvelns riktning ligger i jordens rotation, den så kallade Corioliskraften. Vilket kan beskrivas som en fiktiv kraft som verkar på massor i ett roterande system. Bernes och Holmgren (2006) beskriver det som att det är solen som ger upphov till vindarna, men att jordens rotation skapar kraft som får dem att vika av åt sidan. Ofta sker detta så mycket att de börjar kretsa i en cirkel eller spiral. Om vindarna bara påverkades av Corioliskraften skulle de ständigt kretsa i cirklar utan att komma någon vart. Författarna berättar att i verkligheten innebär lufttrycksskillnaderna mellan olika delar av jordklotet att luften faktiskt kan förflytta sig ganska långa sträckor, men att det är Corioliskraften som hela tiden håller emot.

Högtryck håller undan molnområden och medför oftast fint, varmt och klart väder på sommaren. Vanligen stiger temperaturerna på sommaren, medan de sjunker under vintern. Även under högtryck kan regn och regnskurar förekomma, men det är mest fråga om lokala. När luften styrs nedåt och sammanpressas värms luften upp och molnen löser ofta upp sig.

Referens: http://www.smhi.se/kunskapsbanken/meteorologi/lufttryck-1.657 (hämtad:110218)

http://www.smhi.se/kunskapsbanken/meteorologi/lagtryck-1.5884 (hämtad:110218)

Bernes och Holmgren (2006). Meteorologernas väderbok. Värnamo: Medströms Bokförlag och författarna.

Tips om sida

http://www2.fysik.org/experiment_och_annat/filmade_experiment/luft_tar_plats/

Den här sidan tycker jag är intressant och givande! Värd att kika på!

Vindkraftverk

(google bild)

Luft har en massa och luft väger drygt ett kilo per kubikmeter! Vinden innehåller rörelseenergi och den energin kan med hjälp av vindkraftverk omvandlas till elektrisk energi, värme eller mekaniskt arbete enligt Wizelius (2007).

Hur fungerar då ett vindkraftverk? Enkelt beskrivit så sätter vinden fart på rotorbladen, eller vingarna, som i sin tur driver en generator där el produceras och förs ut på elnätet. För att beskriva det lite mer avancerat kan man säga att när luftmassor håller olika temperaturer skapas luftströmmar, vars rörelseenergi kan omvandlas till elenergi via en generator i ett vindkraftverk, oftast finns det två eller tre rotorblad. Dessa sitter på ett nav, som i sin tur är fastsatt i en turbinaxel.

Ett vindkraftverk består av en rotor (som ser ut som en propeller), maskinhus, torn och ett fundament. Vindens rörelseenergi överförs till en axel som får ett vridmoment som driver en generator som alstrar ström. När det blåser mot ett vindkraftverk uppstår tryckskillnader på bladens fram - och baksida. Tryckskillnaden får turbinaxeln att rotera. Turbinaxeln driver en generator, där elektriciteten alstras. Generatorn sitter uppe i maskinhuset på torntoppen. Därifrån matas elektriciteten med hjälp av elkablar ner genom tornet och sedan via elkablar nedgrävda i marken ut till elnätet.

Man ser ofta att vindkraftverk är placerade där det är så öppen terräng som möjligt, detta för att vinden ska utnyttjas maximalt. På höjder, vid kustband och i havet finns oftast de mest gynnsamma förutsättningarna.

Wizelius (2007) lyfter fram att vind, det är luft som rör sig. Han förklarar att de flesta vindkraftverken utnyttjar luftens rörelseenergi och omvandlar den till elektrisk kraft eller mekaniskt arbete. Han beskriver att vindar alstras av tryckskillnader som skapas av temperaturskillnader. Lufttrycket jämnas ut genom att luften rör sig från högtryck (H) till lågtryck (L). Han menar att temperaturskillnader uppkommer eftersom jorden är rund vilket han beskriver som att solinstrålningens vinkel mot jordytan varierar. Han nämner också att jorden roterar kring sin axel, vilket gör att solinstrålningen varierar under dygnet. På ett år går jorden ett varv kring solen och då varierar solhöjden och därmed även temperaturen på olika delar av jorden. Här på våra breddgrader varierar även dagens längd kraftigt.

Vindkraftverk är energi som utvinns ur vinden, en del beskriver det som strömmande luftmassa i atmosfären. Vinden är en förnyelsebar energikälla, luften sätts ständigt i rörelse av de temperatur- och tryckskillnader som skapas genom solinstrålningen mot jordklotet.

Enligt Wizelius (2007) är vindkraftverk det bästa alternativet ur miljösynpunkt eftersom miljöbelastningen både regionalt och globalt minskar. Vindkraftverk utnyttjar den förnybara vinden som energikälla, ger inga utsläpp och kräver inga miljöfarliga bränsletransporter.

Referens:

Wizelius, T. (2007). Vindkraftverk i teori och praktik. Hungary: Studentlitteratur

http://sv.wikipedia.org/wiki/Vindkraft (hämtad: 110227)

 

Hur fungerar en luftballong?

Hur fungerar en luftballong?

Visste ni att den första ballonguppstigningen i Sverige skedde redan 1806… Idag är Sverige ledande i världen när det gäller kommersiell passagerarflygning! Varmluftsballongen som är den typen av ballong som är absolut vanligast idag bedrivs numera både som fritidssysselsättning och som sport med tävlingsinriktning. Men hur fungerar egentligen en luftballong?

En luftballong är en farkost som flyger för att den är lättare än den omgivande luften. Dess lyftkraft följer Arkimedes princip. Den saknar både framdrivning och styrmedel, piloterna nyttjar istället de olika vindriktningar som finns på olika höjder för att ta sig till sitt mål.

Luften i ballonghöljet värms med hjälp av en gasolbrännare monterad ovanför korgen. Man eldar inte hela tiden utan stötvis. Genom hur mycket man eldar reglerar man hastigheten i höjdled. För att kunna sjunka snabbt, eller för att tömma ballonghöljet vid landning, finns det en ventil i toppen av ballongen som kan öppnas via en lina från korgen.

En ballong flyger med vinden, men det blåser ofta åt olika håll på olika höjder. Med brännarens hjälp kan man kontrollera sin höjd mycket exakt. Genom att leta efter olika vindriktningar på olika höjder kan piloten styra sin ballong rätt.

Man skulle även kunna beskriva det som att när man eldar i en luftballong värmer man upp luftmolekyler innanför ballongen, då studsar molekylerna runt i ballongen. Utanför ballongen är det fortfarande kalla molekyler och detta gör att de varma molekylerna som finns i ballongen stiger med andra ord luftballongen flyger.

Referens: http://www.ballong.org/drupal/node/19 (hämtad:110218)

Sagan om luft

Hittade en saga om luft som vi kanske skulle kunna använda oss av under vår lektion i klasserna...

För länge, länge, länge sedan innan du och jag fanns, ja innan din mormors, farmors mor levde så fanns det ingen luft. Det var stenarna, vattnet och växterna som hjälpte till att skapa luften, det tog ungefär fyra-fem miljarder år. Luften som egentligen är en gas ligger som ett täcke runt vår jord, detta täcke kallas för atmosfären. Utan luft skulle det inte finnas något liv på jorden. Man vet inte riktigt, men kanske så är vår jord den enda planeten i universum som har detta lufttäcke.
Innan man visste att det faktiskt var naturen själv som skapat luften så trodde man bland annat i landet Grekland att vinden blev till när olika gudar andades eller att änglarna flaxade med sina vingar. När det blåste mycket så trodde man att nu var gudarna arga. Efter ett tag förstod man att det inte var så och man började fundera och undersöka vad luft är för någonting. Det kallas att göra experiment. Dom som arbetar med det kallas för vetenskapsmän. Dom började nu undersöka luften och kom på att det inte var att gudarna andades som gjorde att det blåste utan att det är så att vind är luft som rör sig och att den stiger eller sjunker beroende av om den värms upp eller kyls ned. Man kom på att luft innehåller vattenånga och att den bildar regnmoln. Det här var ungefär 500 år före Kristus. Eftersom vi inte kan se luften inte lukta eller smaka på den så trodde man i landet Kina att den inte fanns. En man som hette Aristoteles hade sina egna tankar om detta vilka inte riktigt var sanna, men eftersom de som bestämde trodde på honom så fick ingen annans tankar och experiment användas för att förklara och förstå vad luft är. Men, för 400 år sedan på 1600-talet kunde några vetenskapsmän på olika håll visa att luft faktiskt finns och att den beter sig på olika sätt. En av vetenskapsmännen var Galileo Galilei som visade att luft väger något och att den gör motstånd (håller emot) när något faller. Han upptäckte detta genom att jämföra hur en fjäder och en lika tung sten faller olika på grund av att fjäderns stoppas av luften. Nu visste man lite om vad luft är för något, men vad är egentligen luft för något? Tar luft plats? Det ska vi ta reda på nu…

Hur kan ett flygplan flyga?

Ett flygplan är en luftfarkost som kan klassificeras på olika sätta beroende på konstruktion och ändamål. Det finns allmänflygplan, trafikflygplan, militärflygplan samt helikoptrar. Därtill finns segel- och glidflygplan samt ultralätta flyplan för flygsport. Gemensamt för dem alla är att de kan färdas i luften, men hur är det egentligen möjligt?

Vi människor har alltid varit fascinerade över hur ett flygplan kan flyga i luften och för att kunna förstå detta bör man ha grundläggande kunskaper i aerodynamik. Aerodynamik är läran om gasers beteende. Då luften är en blandning av gaser och flygplanen flyger i luften så är det läran om luften man bör fördjupa sig i. Luft består till mestadels av kväve och syre, denna massa innehåller i sin tur energi som vi måste kunna omvandla så att vi kan använda den till att lyfta ett flygplan.

Utformningen av dagens flygplan är i princip samma som bröderna Wrights flygplan från 1903. En flygkropp som bärs upp av vingar som alstrar lyftkraft. Beroende på användningsområde och vilka egenskaper man är ute efter, främst önskad hastighet utformas flygplanens form.

En avgörande del för att få ett flygplan att lyfta är lufttrycket. Lufttryck är ett mått på ett antal molekyler i en bestämd volym. Trycket är som högst vid havsnivån där det finns många molekyler tätt packade, dvs. hög densitet. Allt eftersom avståndet ökar från jorden ökar även avståndet mellan molekylerna vilket leder till svårigheter för flyplan att kunna flyga då densiteten minskar. En annan påverkande faktor för luftens densitet är temperaturen. Ju kallare desto högre densitet och ju varmare desto lägre densitet.

Ett flygplans lyftkraft grundar sig på två olika aerodynamiska fenomen. För det första skapar vingens profil ett undertryck på vingens ovansida och för det andra böjer vingen av luftströmmen nedåt. Att vingen böjer av luftströmmen resulterar i en lyftkraft som verkar tvärtemot den nedgående luftströmmen. Luftens massa har helt enkelt ändrat riktning. Den kraft som tvingar luften att ändra riktning nedåt verkar på vingen åt motsatt håll, det vill säga uppåt. När hastigheten ökar minskar det statiska trycket och det uppkommer en lyftkraft. En vinges välvning och lutningen mot luften åstadkommer samma fenomen. Lufttrycket sjunker på ovansidan av vingen. Genom att flygplansvingen är lite snedställd ger den den omströmmande luften ett hastighetstillskott nedåt, vilket innebär att vingen alstrar en lyftkraft som bär upp hela flygplanet. Om man tar en titt på en flygplansvinge så ser man att den oftast har en droppformad profil, detta för att i så stor utsträckning som möjligt undvika turbulens.

http://www.ne.se/lang/flygplan Nationalencyklopedin, hämtad 2011-02-15

www.flygplan24.se/flygteknik hämtad 2011-02-18

Sofia Sahlen, basgrupp 4a