En aktiv resurs

Teori:

Energi är det som bidrar till aktivitet i en form. Den kan varken produceras eller förbrukas, endast omvandlas. Detta innebär att mängden energi inte ändras när energi omvandlas till en annan form (termodynamikens första huvudsats).

Energi kan vara olika värdefull dvs. energiformer har olika hög kvalitet. Man bör vara rädd om energi med hög kvalité och inte förbruka den i onödan.

Det finns olika energiformer runt oss. De dominerande är framförallt lägesenergi (potentiellenergi) då former är i stillsamma lägen eller befinner sig på en viss höjd, rörelseenergi (kinetiskenergi) är när former utsätts för rörelse, värmeenergi (termiskenergi) som biprodukt av rörelseenergi, elektrisk energi som uppstår vid kraft mellan olika laddningar, ljudvågor, strålningsenergi då atomer bestrålas i form av ljus, kärnenergi som är energi från klyvning, fission, eller sammanslagning; fusion av atomkärnor och kemisk bunden energi som är en slags potentiell energi i lagrade ämnen. Den kemiska energin finns i atomens bindningar. När ett bränsle eldas upp (förbränns) bränsle bryts bindningarna och nya bindningar med lägre energi bildas. Överskottet av kemisk energi frigörs som ljusenergi och värmeenergi.

Det finns även elastisk energi vilket är den potentiella energi som "upplagras" i ett elastiskt material som utsätts för deformation, till exempel för ett utsträckt gummiband eller hos en spiralfjäder som trycks samman. Samt finns det elektromagnetisk strålning t.ex. ljus och gamma strålningsenergi. Energi färdas från solen till jorden i form av strålningsenergi.

Och slutligen av de mest allmänna samt dominerande energiformer är elektromagnetisk strålning som beror på innehavet av statisk elektricitet i en form

*Fission är en kedjereaktion som t.ex. en atombomb

*Fusion är en kraftig energiutstrålning

* Deformation, är förändring hos en form

* Termodynamik, är läran om energi och dess omvandlingar

Syfte:

Syftet med denna laboration är att få en mer överbegripande förståelse kring energiomvandlingar samt energiprincipen i praktiken.

Hypoteser:

Station 1

Gummiballongen kommer att expandera i takt med påfyllningen av koldioxidmolekyler från utandingen av laboranten och kommer att utvecklas till att få en rund och slät form.

Station 2

Bollen kommer att studsa med en bra hyfsad bra studsförmåga och kommer att ge upphov till värme vid mötet på marken.

Station 3

Änglaspelet kommer att ge upphov till värme och ljud vid rörelse.

Station 4

Leksaken kommer att effektivt cirkulera efter uppdragningen av fjädern.

Station 5

Det kommer att ske en förbrytning av kolvätekedjorna i stearinet vid antändning, vilket kommer att bidra till smältning.

Station 6

Stålullen kommer att smälta tillföljd av beröringen med batteripolerna.

Station 7

När termometerns känslekropp kommer att vridas snabbt i korken kommer det att bidrar med en ökning av temperaturen.

Materiel

Station 1

1 Ballong

Station 2

1 studsandeboll

Station 3

Änglaspel

Tändstickor

Station 4

1 fjäderdriven leksak

Station 5

1 ljus med vek

Tändstickor

Station 6

1 4,5 V batteri

En tuss stålull

Station 7

1 Termometer

1 kork med hål

Metoder

Station 1

Ballongen tillfördes utandningssyre från laboranten samt frisläpptes därefter från greppet för att fara iväg och uttömma sitt innehåll.

Station 2

Bollen släpptes med en hyfsat bra studsförmåga mot golvet.

Station 3

Änglaspelets ljus antändes samt betraktades. Änglarna berördes även lättsamt för att cirkulera.

Station 4

Fjädern drogs upp och leksaken släpptes för att cirkulera.

Station 5

Ljuset antändes med en tändsticka och studerades.

Station 6

En tuss stålull lades på en bricka, för att därefter beröras med polerna på ett 4,5 V batteri.

Station 7

Termometerns känslekropp insattes i en kork med hål. Temperaturen avlästes. Korken vreds sedan hastigt fram och tillbaka ett par gånger, därutöver avlästes temperaturen igen.

Resultat

Station 1 (Ballong)

Potentiellenergi=> Rörelseenergi=> Värme och Ljudenergi=> Lägesenergi

Station 2 (studsandeboll)

Lägesenergi=> Rörelseenergi=> Elastiskenergi=> Termiskenergi (värme) => kinetiskenergi=> Lägesenergi

Station 3 (Änglaspel)

Kemiskenergi=> Värmeenergi=> Kemiskenergi=> Rörelseenergi=> Ljudenergi=> Lägesenergi

Station 4 (fjäderdriven leksak)

Potentiellenergi=> Rörelseenergi=> Termiskenergi och Ljudenergi=> Lägesenergi"

Station 5 (Ljus och tändstickor)

Kemiskenergi=> Termiskenergi (värme)=> Kemiskenergi=> Strålningsenergi=> Värmeenergi

Station 6 (stålull och batteri)

Potentiellenergi=> Elektriskenergi=> Kemiskenergi=> Termiskenergi => Strålningsenergi=> Värmeenergi

Station 7 (Termometer och kork)

Lägesenergi => Kinetisk energi=> Termiskenergi (värme)

Diskussion och slutsats

Syftet med laborationen var att granska de olika energiomvandlingar samt utvärdera resultaten. Resultaten av de olika experimenten diskuteras och analyserar nedan.

Vid varje besök på en experimentstation ställdes en hypotes. Resultaten tyder på att alla hypoteser är sanna och därmed accepteras.

På experimentstationen nummer 1 där syftet var att undersöka olika energiomvandlingar i en uppblåst gummiballong var resultatet på omvandlingarna följande: "Potentiellenergi=> rörelseenergi=> Värme och ljudenergi=> lägesenergi."

Utan en fyllning på utandningssyre hade ballongen till en börja potentiellenergi dvs. lägesenergi. När ballongen däremot tillfördes med syre skedde vissa energiförändringar. Den potentiella energin omvandlades till rörelseenergi då syremolekylerna i ballongen börjar röra sig intensivt och expanderade gummit. När ballongen frigjordes från greppet av laboranten for den iväg och tömde sitt innehåll. Genom uttömningen, då ballongen hade rörelseenergi skapades ljudvågor samt värme som biprodukter. Slutligen övergick rörelseenergin till lägesenergi, och ballongen var i ett stillsamt läge igen.

På station nummer 2 släpptes en studsandeboll mot marken. Resultaten av energiomvandlingarna var: "Lägesenergi=> Rörelseenergi=> Elastiskenergi=> Termiskenergi (värme) => Kinetisk energi => Lägesenergi"

Den tidpunkt då bollen hölls i luften hade den lägesenergi, men när den däremot släpptes mot marken omvandlades lägesenergin till rörelseenergi. När bollen sedan mötte marken övergick rörelseenergi till elastiskenergi då bollen trycktes ihop för att spännas ut igen och studsa. Därigenom vid mötet bildades en friktionskraft som gav upphov till värme vilket omvandlade den elastiska energin till termiskenergi. När bollen var i vägen till att nå upp till laboranten igen konverterade den termiska energin till rörelseenergi (kinetiskenergi) som i sin tur förvandlades till lägesenergi.

På station nummer 3 var det ett änglaspels energiomvandlingar som skulle granskas.

Resultat på omvandlingarna var Kemiskenergi=> Termiskenergi=> kemiskenergi=> Rörelseenergi=> Ljudenergi=> Lägesenergi".

När tändstickan antändes var energin kemisk. Den kemiska energin gav upphov till värme (termiskenergi). När ljuset då tillfördes termiskenergi (värme) från tändstickan påbörjades en förbränningsprocces av stearinet vilket bidrog till att energiformen övergick till kemiskenergi.

När änglarna befann sig i rörelse omvandlades lägesenergin till rörelseenergi som gav upphov till ljud. Vid avbrytningen av den cirkulerande rörelsen hos änglarna återgick energin i änglaspelet till sin ursprungliga form, lägesenergi.

På station nummer 4 studerades energiomvandlingarna hos en fjärderdriven leksak. Resultaten var Potentiellenergi=> Rörelseenergi=> Termiskenergi och Ljudenergi=> Lägesenergi".

Till en börja hade leksaken potentiell (läges) energi. Vid uppdragningen av fjädern uppstod en rörelseförmåga i form av cirkulationen hos leksaken, vilket därigenom omvandlade den potentiella energin till rörelseenergi. Då leksaken påbörjade sin cirkulerande rörelse skapades värme tillföljd av friktionen mellan leksaken och bänken den rörde sig på. Rörelseenergin övergick därför till termiskenergi (värme) samt till ljudenergi. I sin takt minskade energin i leksaken vilket upphörde rörelsen och energin återgick till potentiellenergi.

Resultaten på station nummer 5 var följande: Kemiskenergi=> Termisk energi (värme)=> kemiskenergi=> Strålningsenergi=> Värmeenergi.

Det var kemiskenergi då tändstickan antändes, men som sedan gav upphov till termisk energi (värme). När ljuset tillfördes värme från tändstickan påbörjades förbränningen av stearinet och omvandlade den termiska energin till kemiskenergi vilken i sin tur omvandlades till strålningsenergi som därigenom frisläppte biprodukter i form av värme.

Experimentet på station nummer 6 gav följande resultat:

Potentiell energi=> Elektrisk energi=> Kemiskenergi=> Termiskenergi (värme)=> Strålningsenergi=> Värmeenergi

Innan experimentet inleddes hade batteriet samt stålullen potentiell energi. När stålullen sedan berördes med polerna av batteriet omvandlades energin till elektrisk. Då den elektriska energin uppstod påbörjade den en förbränningsprocess mellan de berörande termerna och omvandlades till kemiskenergi som sin tur gav upphov till värme (termiskenergi). Den termiska energin förvandlades till strålningsenergi då stålullen börja...