BOKMÅL
NATURFAG TEMA
Energi i hverdagen BERIT BUNGUM / ANDERS ISNES
2
ce i u
J
BERIT BUNGUM / ANDERS ISNES
NATURFAG TEMA
Energi i hverdagen Bokm책l
2
Innhold 1
Energi får ting til å skje...................................................... 4
2
Hvor kommer energien fra?................................................ AKTIVITETER 1 .................................................................. 1A Ballong som energikilde ........................................................ 1B Få lys i pæra ............................................................................ 1C Lag en båt med strikkmotor .................................................. 1D Lag en luftrakett .....................................................................
3
Energi kan ha ulike former ................................................. 13 AKTIVITETER 2 .................................................................. 16 2A Slik bretter du papirfly ........................................................... 16 2B Slik kan du lage elektrisk strøm............................................. 17 2C Lag et elektrisk viskelær! ........................................................ 18
4
Energikjeder: Energi endrer form ....................................... 20
5
Fra sollys til mat ................................................................. 21
6
Fra sollys til elektrisk energi .............................................. 23 Vannkretsløpet .............................................................................. 24 All energi blir til varme................................................................. 26
7
Energikilder som er i bruk i dag ......................................... 28 AKTIVITETER 3 .................................................................. 31 3A Lag en pølsevarmer ................................................................ 31 3B Å varme opp vann.................................................................. 32
8
Noen energikilder forurenser miljøet vårt .......................... 33
9
Å bruke energi riktig........................................................... 36 Å spare energi i hjemmet og i samfunnet.................................... 36 Å bruke rett energikilde på rett sted ............................................ 38
5 7 7 8 9 10
10 Å spare energi til transport ................................................ 39 Oppsummering ......................................................................... 41 Ordforklaringer ......................................................................... 42
3
NATURFAG TEMA Energikjeder: Energi endrer form
4 • Energikjeder: Energi endrer form Energi kan ha ulike former, og energi kan gå fra én form over til en annen. Det har du sett flere eksempler på tidligere i dette heftet. For eksempel fikk viskelæret på side 18 sin bevegelsesenergi fra motoren. Motoren hadde fått elektrisk energi fra batteriet. Energien har endret form fra batteriet til motoren, og fra motoren til viskelæret. Dette kan vi sette opp i en energikjede.
4,5 V
te du at: s s i V Alle energiformer er ikke like anvendelige, og mulighetene for omvandling fra en energiform til en annen er begrenset. Vi kan for eksempel omforme elektrisitet til varme i en panelovn, men det lar seg ikke gjøre å snu denne prosessen slik at vi lager elektrisitet fra varme. Dette skyldes at elektrisitet er en høyverdig form for energi, mens varme er verdiløs. Årsaken til dette er energiformenes ulike energikvalitet.
20
ær
AN
+
el
LIK
–
r to
PE
Ba t
Mo
ri te
Vis k
En energikjede viser hvordan energi endres fra én form til en annen. Her ser vi energikjeden fra batteriet til det elektriske viskelæret:
Fra sollys til mat NATURFAG TEMA
5 • Fra sollys til mat Når vi spiser, får vi energi fra maten. Vi skal se på energikjeden fram til energien kroppen vår får når vi spiser. Først tenker vi oss at vi spiser mat fra planter. Det kan være frukt, grønnsaker eller korn. Planter får energi fra sola. Planter fanger opp solenergi fra sollyset og lager sukker ved hjelp av denne energien. Av sukkeret bygges nye plantedeler som blader og blomster. Solenergien er blitt til kjemisk energi i sukkeret. Energien har altså endret form. Når vi spiser plantene, bruker vi denne energien til å vokse og til å holde i gang alt som skjer i kroppen. Vi bruker også energi når vi beveger oss. Da er energien blitt til bevegelsesenergi. Noe av energien brukes til å holde kroppen varm. Da har vi fått varmeenergi. Energien fra sola har altså skiftet form mange ganger: fra solenergi i sollyset, til kjemisk energi først i planter og deretter i mat, til bevegelsesenergi og varmeenergi i kroppen.
piller alls b d
Va r
at
Hå n
e nt
M
ol
Pla
S
Figuren under viser denne energikjeden:
m
ergi een
ice
Ju
Energien fra sola omdannes til kjemisk energi i planten. Maten vår kan komme fra planter, slik som korn, frukt og poteter. Gjennom maten får kroppen energien fra plantene. Den gjør at vi kan bevege oss, leke og arbeide.
21
NATURFAG TEMA Fra sollys til mat
Ma
t
Her spiser oksen planten, og vi spiser kjøttet fra oksen. Vi har fått ett ledd til i energikjeden. Noe av energien i maten går over til varmeenergi i kroppen. Det er derfor kroppen holder en temperatur på 37 °C. Når vi beveger oss mye, bruker vi mye energi. Hvis vi spiser for mye mat i forhold til det vi bruker av energi, legger vi på oss.
te du at: s s i V Har du sett at katter ofte legger seg på panseret på biler som nettopp har parkert? Katter er glade i varme. De vet at bilen fortsatt er varm når motoren nettopp har gått! Noe av energien fra motoren har blitt til varmeenergi.
22
piller alls db
Va r
se
Hå n
e nt
Ok
ol
Pla
S
Når vi spiser oksekjøtt, kan vi sette opp denne energikjeden:
m
ergi een
Fra sollys til elektrisk energi NATURFAG TEMA
6 • Fra sollys til elektrisk energi Kjøkkenmaskinen og panelovnen får elektrisk energi fra strømnettet. Denne energien er blitt omformet fra andre energiformer. I Norge henter vi mye av den elektriske energien vi bruker, fra vannkraftverk. Vi lager demninger slik at store innsjøer oppstår. Deretter utnytter vi bevegelsesenergien til vannet når vi trenger elektrisk energi. Vannet får store turbiner til å gå rundt i kraftverket. I kraftverket omdannes denne bevegelsen til elektrisk energi. Det foregår omtrent på samme måte som da vi laget strøm med en magnet og en spole på side 17. Energien fraktes gjennom høyspentledninger til husene våre og til fabrikkene. Her brukes den til oppvarming, til lys og til å få alle slags apparater og maskiner til å virke.
erg en
i
lys og g n
Op p var m i
Ele k
Da m /i
sjø nn
tri sk
Slik går det en energikjede fra vannets bevegelse, gjennom kraftverket og ledningene til der vi henter ut elektrisk energi fra strømnettet.
23
NATURFAG TEMA Fra sollys til elektrisk energi
Vannet har bevegelsesenergi Vannet har stillingsenergi
Vanndamp
Elektrisk energi Solenergi
Vannkretsløpet Men hvor får vannet sin energi fra? Da må vi igjen starte med sola. Sola får vann til å fordampe fra havet og fra innsjøer. Det er med andre ord vanndamp i lufta. Det kan dannes skyer av denne vanndampen. Skyer blir til regn eller snø. Noe av dette faller ned høyt oppe i fjellene. Vi kan si at vannet har blitt løftet opp av sola. Vannet har fått stillingsenergi. Når det renner nedover, blir stillingsenergien til bevegelsesenergi. Denne energien kan drive en turbin som gir oss elektrisk strøm. Slik kan vi si at den elektriske energien vi bruker, også stammer fra energien fra sola.
24
Fra sollys til elektrisk energi NATURFAG TEMA
Et solcellepanel utnytter energien fra sola på en mer direkte måte enn man gjør i et vannkraftverk. Energien som stråler inn på solcellepanelet, omdannes til elektrisk energi. På mange hytter er det solcellepanel. Energien fra sola kan dermed brukes til elektrisk lys, kjøleskap, tv, radio og andre ting som trenger elektrisk energi for å virke.
er ell
ri te
Tv
Ba t
ol
So lc
S
Energikjeden kan vi tegne slik:
Hva tror du kan være grunner til at folk bruker solceller til å skaffe strøm på hytta, men ikke hjemme? Hytte med solcellepanel
te du at: Viss
Energi kan måles med ulike enheter Når vi måler avstand, kan vi telle meter, kilometer eller mil. Når vi måler hvor mye vann det er i en bøtte, snakker vi om liter eller desiliter. Dette er målenheter for avstand og vannmengde. For energi har vi også flere forskjellige målenheter. Den vanligste er joule. Det forkortes J. Hvis vi har tusen joule, har vi en kilojoule, som forkortes kJ. Det blir som at en kilometer er det samme som tusen meter. På innpakningen til mat vi kjøper, skal det stå hvor mye energi maten inneholder. Det står hvor mange kJ det er i 100 gram av matvaren. Undersøk innpakningen til noe du pleier å spise. Hvor mye energi inneholder den? Sammenlikn gjerne ulike produkter. En målenhet som man brukte mye før, er kalorier. Tusen kalorier kalles en kilokalori, som vi skriver kcal. På matvarene står energi oppgitt i både kJ og kcal.
25
NATURFAG TEMA Fra sollys til elektrisk energi
All energi blir til varme Vi har sett at energi endrer form. Hvor blir det av energien til slutt? Hvor ender energikjedene? Når en lyspære hjemme lyser, gir den fra seg lysenergi og varmeenergi. Det kan du både se og kjenne. Lysenergien vil også bli til varmeenergi i omgivelsene. Vi kan vise at all energi på en eller annen måte ender opp i omgivelsene som litt høyere temperatur. Energien har blitt til varmeenergi i omgivelsene. Men det er ikke alltid like enkelt å registrere det, fordi temperaturen endrer seg så lite. Lyspæra angir lys og varme
te du at: s s i V
Effekt er et mål for hvor raskt energi omdannes Effekt forteller oss hvor raskt energi omdannes fra én form til en annen. Effekt kan vi måle i watt. Undersøk en lyspære hjemme. Her står det hvor stor effekt lyspæra har. Hvis det står 60 W, gir lyspæra 60 watt. Det betyr at energien fra lyspæra er 60 joule hvert eneste sekund, når den er koplet til strømnettet. Denne energien blir til lys- og varmeenergi. En lyspære med 40 W gir litt svakere lys. Hvorfor kan det være lurt å bruke en 40 W lyspære likevel? Når du setter kokeplata på 2000, betyr det at den gir en effekt på 2000 watt. Hvor mange 40 W lyspærer tilsvarer dette? (Hvis du regner riktig, finner du at det tilsvarer 50 slike lyspærer.) Et annet mål for effekt er hestekrefter. Det forkortes hk. Vi snakker for eksempel om at en båtmotor har 40 hk.
26
Fra sollys til elektrisk energi NATURFAG TEMA
Oppgaver 1 Vi har sagt at all energi etter hvert ender opp som varmeenergi. Undersøk elektriske apparater i hjemmet og kjenn etter om de gir fra seg varmeenergi. Hvilke av de elektriske apparatene kan du kjenne avgir varme? 2 Tegn energikjeder for disse situasjonene. Sett navn på energiformene.
• Du hører på radio.
• Du bruker en hårføner.
Radio tilkoplet strømnettet
• Du kjører snowboard ned en bakke.
• Du kjører en motorbåt.
• Vi varmer opp hjemme med panelovner.
• Vi varmer opp en hytte ved å fyre i peisen.
27