5 maj 2010

Sammanfattning av grupp 6 B:s blogg

Denna tankekarta sammanfattar de tankar vi hade då vi påbörjade vårt arbete. Utifrån detta har vi sedan tagit reda på fakta som vi sedan bloggat om.





Energi

Ytspänning
Ytspänning är en sammanhållande kraft i gränsytan mellan vätska och luft. Då det finns färre bindningar vid vattenytan får ytmolekylerna i vattnet högre energi än de molekyler som är inuti vätskan. Ett energiöverskott, så kallad ytenergi, bildas och strävar efter att minimera sin yta (http://www.ne.se/). Enligt (http://sv.wikipedia.org/) riktas ytspänningens kraft inåt mot vattnet, vilket gör att vattenytan kan uppfattas konvex om man tittar på den från sidan. Ytspänningen gör att droppar bildas, då det inte finns några krafter som drar utåt utan endast inåt mitten. Detta går att se, inte bara på vattendroppar, utan även om man fyller ett glas med vatten upp till bredden då vattnet kan gå en liten bit ovanför glasets kant (http://school.chem.umu.se/Experiment/P212).

Enligt (http://www.uvc.uu.se/professorvatten/fragelada/faq.asp) kan vattenytan jämföras med en hinna som gör att små och lätta djur, som skräddare och vattenloppor, kan gå på den. Om man däremot skulle droppa i lite diskmedel i vattnet, minskar ytspänningen och skräddaren skulle inte längre kunna gå på vattenytan. Diskmedlet innehåller ett ämne som heter tensider och gör att vattnets ytspänning minskar med ungefär två tredjedelar förklarar (http://school.chem.umu.se/Experiment/P212).

Vattnets kretslopp
Jordens vatten är ständigt i rörelse då denna transport drivs av solen. Hur går detta till? Solen värmer först och främst upp hav och mark som genererar i att vattnet avdunstar dvs. att vattnet blir ånga som stiger mot himlen. När denna vattenånga stiger upp så kyls den ner pga. temperaturskillnader, denna ånga bildar då moln. När dessa moln slutligen är fyllda med vatten (ånga som stiger) kommer regnet. På samma sätt som ovan avsaltas även det salta havsvattnet. En viss procent av det vatten som kommer ner som regn tränger ner i marken (infiltreras). Detta tas i sin tur upp av växtligheten; t.ex. blommor, träd, buskar och svampar som sedan försvinner upp i atmosfären genom växternas klyvöppningar. Den procent vatten som inte avdunstas eller tas upp av växterna rinner djupare ner i marken och bildar till slut grundvatten (http://www-vaxten.slu.se/ekologi/vattnets_krets.htm).


(Bild:http://www.kristianstad.se/sv/kristianstads-kommun/Miljo-klimat/Vatten--avlopp/Dricksvatten/Vattnets-kretslopp/)

Vattnets tre faser
Vatten förekommer i tre olika faser, fast, flytande och gasform. Den fasta formen framträder som snö eller is, flytande som vattnet som vi dricker och den gasformiga som ånga (http://www.fysik.lysekil.se/fysik_A/termodynamik/termo_12.pdf).

Benämning på fasövergångar
Fast form - flytande form: SmältningFlytande form - Fast form: Stelning eller frysningFlytande form - Gasform: ÅngbildningGasform - Flytande form: Kondensation
Alla atomer och molekyler rör sig, det är detta vi upplever som värme, ju varmare ett material är desto fortare rör sig dess byggstenar (Henriksson 2006). Vad gäller vatten så är dess molekyler relativt stillsamma då temperaturen understiger 0 grader vilket gör att vätebindningarna orkar hålla dem samman i ett mönster. Det är detta vi kallar för is. I detta tillstånd sitter vattenmolekylerna relativt glest. När temperaturen sedan stiger över 0 grader ökar rörelserna igen vilket leder till att vätebindningarna mellan molekylerna försvagas så att molekylerna byter plats med varandra. Det är i detta läge som vattnet uppträder i flytande form alltså som vätska. När vatten är i flytande form befinner sig molekylerna närmre varandra än när det fryser till is vilket gör att is har mindre densitet (täthet) än vatten. När vattnet blir så hett att det kokar frigörs molekylerna helt och hållet från varandra och rör sig fritt. Ämnen som innehåller vätebindningar kräver extra mycket energi i form av värme för att molekylerna ska kunna frigöras från varandra. Detta gör att kokpunkten för vatten är högre än för många andra vätskor.

Under ett handledningstillfälle förklarade Daniel Sunhede att alla ämnen har olika faser; dessa är fast, flytande och gasform. När det gäller vatten så beror inte bara dessa faser på värmen utan även på lufttrycket. Ju lägre lufttryck desto lägre temperatur har vattnet vid kokpunkten.
Daniel Sunhede framhöll också att vid en viss punkt som kallas trippelpunkten förekommer fast, flytande och gasform på samma ställe. Detta är beroende av lufttryck och temperatur. Det finns något som kallas kritisk punkt, vid denna punkt blir vattnet "superkritiskt" och blir en blandning mellan flytande och ånga. Denna punkt uppnås vid ett tryck på 218 gånger det tryck vi har här och 374 grader Celsius.


Materia

Vad är vatten?
Vatten är en kemisk förening mellan väte och syre (http://www.ne.se/vatten). Vatten består av vattenmolekyler, varje molekyl består av två väteatomer och en syreatom, mellan dessa molekyler finns det vätebindningar som håller molekylerna samman, den kemiska beteckningen är H2O (http://www.uvc.uu.se/professorvatten/fragelada/faq.asp). Vatten som lösningsmedel av joner och molekyler kan heller inte ersättas med något annat. I den värld vi lever har vatten stor betydelse på många olika sätt, vatten förbrukas bland annat i biokemiska reaktioner som växters fotosyntes samt vid cellförnyelse. Källan påvisar också att däggdjurs utandningsluft innehåller vatten samt att det vid förbränning av organiskt material bildas bland annat vatten som slutprodukt.


Vattnets densitet
Naturens minsta byggsten är atomen, det är den som bygger upp allt omkring oss. Ett ämnes densitet beror på hur tätt atomerna sitter, det är på grund av detta som två lika stora föremål kan väga olika mycket (www.ullvi.koping.se/upload/NV/Densitet%20eleverna.pdf). Enligt http://www.uvc.uu.se/professorvatten/fragelada/faq.asp är orsaken till att vissa saker flyter att dess tyngd motverkas av trycket i vattnet. Författaren menar att en viss mängd kork väger mindre än samma mängd vatten på grund av att kork har lägre densitet då atomerna sitter glesare. Ett ämne med hög densitet i förhållande till vattnet sjunker medan ämnen med lägre densitet flyter. Rent vatten har densiteten 1000 kilogram per kubikmeter, alltså väger en liter vatten ett kilo. Normalt flyter inte en människa i rent vatten men en människas densitet är endast något större än vatten det är därför det är lättare att flyta i saltvatten då saltvatten har något högre densitet än vanligt vatten.


Kristaller och snöflingor
Allt som är i fast form har någon form av kristallstruktur, vilket material det än gäller, enligt Daniel Sunhede (handledning, 100311). Han berättade även att snöstjärnor alltid har sex "armar", men de kan även vara 12-armade om två snöstjärnor har fastnat i varandra.
Oftast är många snökristaller ihop klumpade och har bildat snöflingor, vilket ofta gör det svårt att kunna se de enskilda kristallerna.
Vi frågade Daniel Sunhede om vad snö egentligen är, då vi har tänkt på att om man fryser vatten så blir det ju inte snö utan is. Han förklarade att vatten kondenseras i luften från att ha varit i gasform. Två fria atomer "klibbar ihop" och fryser ihop med fler och fler i luften. Då bildas det snöflingor.


Liv

Jorden består till 70 % av vatten och is, varav ca 97 % är saltvatten (http://www.globalarkivet.se/). Både för djur, människor och växter är vatten nödvändigt för att kunna överleva. Människokroppen består till ca 70 % av vatten och enligt Globalarkivet behöver en person minst 50 liter vatten per dag för att kunna hålla sig frisk, då dessa liter ska användas till dryck, matlagning, tvätt och personlig hygien. Människan behöver dricksvatten som inte innehåller för höga salthalter eller föroreningar och på grund av att jordens befolkning ökar utgör bristen på dricksvatten ett allt större problem för människors överlevnad i vissa områden av världen (http://sv.wikipedia.org/).

Enligt Andersson (2008) är det troligt att den globala uppvärmningen som sker på jorden kommer att bidra till att den så kallade vattencykeln intensifieras. Detta förstärker i sin tur de redan påtagliga problemen av vattenbrist och vattenöverflöd, samt ökar risken för torka och översvämningar. Om isen på Grönland och Västra Antarktis skulle börja med en oåterkallelig smältning, kan detta leda till att havsnivån stiger och når en höjning med ungefär 5-12 meter av havsnivån på några århundraden, menar Andersson (2008). Detta skulle vara förödande för jordens befolkning.

Under handledningstillfället (100222) tog Stellan Sunhede upp att alla organismer måste innehålla vatten förutom vissa i vilostadium, exempelvis gräsfrön, bakterier och intorkat ägg (artemia). Han framhöll att det inte kan finnas något liv utan vatten. Detta ansåg vi var intressant då vi funderat en del över vattnets betydelse för livet på jorden. Det finns något som heter det amniota ägget, det finns bland kräldjur och däggdjur. I detta ägg finns fyra fosterhinnor vilket gör att djuren inte behöver lägga ägg i närheten av vatten, detta är enligt Stellan en revolution för livet på jorden.


Teknik


Bild: http://www.ne.se/lang/vattenverk
Vattenverk: I vattenverket renas eller behandlas vatten till dricksvatten (http://sv.wikipedia.org/wiki/Vattenverk). Källan framhäver att de olika steg som vattnet går igenom är olika beroende på vilket vattenverk du tittar på. Processen beror på hur råvattnet är och anpassas alltså efter det. Vattnet som används är till största del grundvatten eller ytvatten, i vissa sällsynta fall kan det dock även vara havsvatten. För att havsvatten ska kunna användas som dricksvatten krävs det en dyr avsaltning vilket bidrar till att detta vatten inte används i så stor utsträckning. I vissa fall kan råvattnet pumpas direkt ut för att användas utan att genomgå några speciella behandlingar. I de flesta fall måste råvattnet dock genomgå vissa steg, exempel på vanliga förekommande steg är filtrering, luftning, avhärdning, pH-justering och desinfektion.

Reningsverk: Reningsverk är en anläggning där avloppsvatten renas innan det släpps ut i naturen (http://sv.wikipedia.org/wiki/Reningsverk). Vattnet passerar genom avloppsledningar och kloaker för att komma till reningsverket där reningen sker i tre steg. Dessa steg är mekanisk, biologisk och kemisk rening.

Vattenkraftverk omvandlar vatten till el.


Bild: http://www.svenskvattenkraft.se/doc.asp?M=100000571&D=600002031&L=SE
Enligt www.svenskvattenkraft.se/doc.asp?M=100000571&D=600002031&L=SE är vattenkraft (B) utvinning av lägesenergi, utvinning av det vatten som kommit ifrån det naturliga kretsloppet dvs. genom soldriven avdunstning och nederbörd. Nederbörden i form av regn eller smält snö lagras i fördämda ex. åar och sjöar (A), tunnlar byggs som sedan leder till turbiner (C). Ett galler (E) finns innan vattnet når turbinen och detta har som uppgift att hindra eventuell fisk och annat att följa med. Vattnet tar sig från dammen ner till turbinen och energi utvinns (H). Den energi som utvinns kallas mekanisk energi och har som uppgift att driva generatorer (D), vilken i sin tur har som uppgift att omvandla mekanisk energi till elenergi (G).
Tekniken berörs i många av de olika delar som vi har tagit upp i denna blogg, exempel på detta kan vara ytspänning och densitet, som är olika sorters teknik. De vi blivit varse av är att ordet teknik är svårtolkat då det mesta är en teknik i sig. Vår tolkning är att även kretsloppet är en form av teknik som naturen själv genomför, det vi kan skilja på är teknik som människan skapar såsom ovanstående ex. och teknik som naturen själv bidrar med.

Referenser

Källor Energi:


Källor Liv:
http://www.globalarkivet.se/ (100218)
http://sv.wikipedia.org/ (100218)
Litteratur: Andersson, B. (2008). Grundskolans naturvetenskap - helhetssyn, innehåll och progression. Lund: Studentlitteratur.


Källor Teknik:
http://www.ne.se/lang/vattenverk (tillgänglig 100222)
http://www.svenskvattenkraft.se/doc.asp?M=100000571&D=600002031&L=SE (tillgänglig 100407)
http://sv.wikipedia.org/wiki/Reningsverk (tillgänglig 100425)
http://sv.wikipedia.org/wiki/Vattenverk%20(100425)
Upplagd av kl.

Inga kommentarer:

Skicka en kommentar

Prenumerera på: Kommentarer till inlägget (Atom)