Forsøk utført 2.12.13 av Nora Toiviainen, med samarbeidspartere fra forsøksgruppen
Hensikt: Se med hjelp av praktiske oppgaver hvordan drivhuseffekten fungerer, og hva slags konsekvens det har for havnivået på jorden.
Utstyr: To kar (gjerne isbokser), to termometere, en glassplate, en linjal, et lys (solen) med nok watt til at det varmer ordentlig, to like store steiner, to like store isklumper, vann, kokeplate og plastfolie.
Teori: En lett måte å forstå drivhuseffekten på, er å sammenligne den med det som skjer i et drivhus. Glasset slipper gjennom den synlige solstrålingen, men stopper det meste av varmestrålingen fra bakken. Da stiger temepaturen i drivhuset. Det samme skjer i atmosfæren vår. Sola sender ut stråling til jordoverflaten, som sender noe energi videre til atmosfæren igjen. Da blir atmosfæren varmet opp, og sender så en del av varmeenergien videre til verdensrommet og en annen del tilbake til jorden. Dette skaper en energibalanse, hvor temperaturen blir konstant. Energien som jorda mottar fra sola er stort sett synlig lys. Energien som skapes mellom jord og atmosfære er stort sett varmestråling som blir absorbert av atmosfæren. Det synlige lyset går uhindret gjennom atmosfæren. En annen faktor er også refleksjonen strålingen får fra vann og is. Mye av jordoverflaten består av dette. Det blir et problem når dette reflekteres til atmosfæren, som holder mye av den energien inne i jordens lille boble. En av de alvorlige konsekvensene økt drivhuseffekt har, er at isen på arktis og antarktis smelter, og at vannstand og havnivået øker. Dette kan legge flere land og områder under vann, og føre til at flere dyrearter blir utryddet.
Metode: 1. I det første forsøket skal vi se på konsekvenser av issmeltingen. Vi fyller de to plastboksene våre med lunkent vann, og plasserer en stein i hver boks. I det ene karet legger vi en av isklumpene rett i det lunkne vannet. I det andre karet legger vi den andre isklumpen oppå steinen. Vi har nå laget små versjoner av arktis og antarktis. Vi tar flere målinger av vannhøyden etterhvert som vi ser isen smelter. Hva skjer med "havnivået" i de forskjellige karene?
2. I det andre forsøket skal vi se på hvordan drivhuseffekten fungerer. Først skrur vi på kokeplaten og venter litt. Når platen er varm (på middels varme) tar vi hånden over og kjenner varmen. Deretter gjør vi det samme, bare med en glassplate mellom hånden og kokeplaten. Kommer varmen gjennom? Vi bruker den samme glassplaten, og setter den under glødelampen. Hvordan belyses underlaget uten glassplaten i forhold til med glassplaten? Nå bruker vi de samme plast-karene som i første forsøk. Vi fyller dem med lunkent vann, og legger et termometer i hvert kar. Over det ene karet legger vi et lag plastfolie. Viktig å passe på at det blir så tett som mulig. Deretter setter vi disse karene under solen vår (glødelampen). Hvordan utvikler temperaturen seg i de ulike plastkarene?
Hypotese: 1. I første forsøk tror vi at karet med isklumpen oppå stenen (antarktis) kommer til å få et kraftig stigende vannivå. Massen til is er litt større enn til vann, så når isklumpen allerede ligger i vannet, som i arktis-karet, vil dette ikke ha noe å si på vannhøyden. I dette karet tror vi altså at høyden ikke vil endres i det hele tatt.
2. I andre forsøk tror vi at glassplaten vil hindre noe av varmen å treffe håndflaten vår. Vi tror på den andre siden at ikke noe av det synlige lyset kommer til å bli hindret av glassplaten. I de to karene er det logisk for oss at karet med folie blir varmet opp, og får høyere temperatur raskere enn karet uten folie.
Observasjon og drøfting: 1. Etter bare et par minutter har vannstanden i antarktis-karet begynt å stige. I arktis-karet, med isen i vannet, har snart isen smeltet helt vekk. Dette ser ikke ut til å ha påvirket vannivået. Vi måler med en linjal, og ser at vi har rett. Vannstanden er akkurat det samme som når vi startet, 1,6 cm. Dette forklarer oss at smeltingen som skjer på vår nordlige pol ikke har store konsekvenser for havnivået. Massen til isen har alltid vært der, så når isen blir til vann tar ikke dette vannet opp noe mer plass enn det har gjort før. Tilbake til antarktis-karet ser vi at etter ca. 10 minutter har mer av isen smeltet, og vannstanden har økt fra 1,5 cm til 2 cm. På dette tidspunkt har ikke all isen smeltet. Selv om en feilkilde kan være hvor nøye vi måler med linjalen, ser vi det dramatiske i forsøket. I dette karet har vannstanden på 10 minutter økt på 33%. Dette er det som i virkeligheten skjer på sør-polen. Sitatet "the problem is just the tip of the iceberg" gir mer mening nå. Om 90% av et isberg ligger under vann, og 10% over, vil det ha store konsekvenser om de 10% smelter. Det er som vi ser i det andre karet. Isen/underlaget som allerede er der, vil ikke ta noe mer plass enn før. Det vil vannet som kommer fra overflaten gjøre.
2. Her ser vi fort at vi har hatt rett i hypotesen. Når vi setter glassplaten mellom lyskilde og underlag, stopper den ikke det synlige lyset. Noen i gruppen mente det ble svakere, men jeg syns det så ut som at lyset fortsatt lyste på full guffe selv med glassplaten mellom. Dette viser hvordan atmosfæren og ozonlaget slipper inn synlig lys fra solen, noe som varmer jorden. Om denne varmen kommer ut ser vi et eksempel på i neste del. Når vi setter glassplaten mellom den varme kokeplaten (jorden) og hånden vår, kjenner vi fort at varmen blir sperret av glasset. Dette viser hvordan varmen fra solen blir hold på jorden. De kortbølgede strålingene kommer lett inn, men de langbølgede strålingene har problemer med å komme ut. Dette forklarer drivhus-situasjonen på en veldig grei måte. Sist men ikke minst ser vi på de to karene med termometerne. Begge karene måler 22 grader, før de begge settes under glødelampen, og den ene blir trukket over med plastfolie. Det tar lang tid før vi ser noe forskjell på temperaturen. Karene vi har brukt er veldig store i forhold til tiden vi har til å se forskjellen. I tillegg kan det være plastfolien ikke satt tett nok. Etter 20 minutter ser vi første endring i karet med folien over, vi ser det har begynt å stige mot 24 grader. I karet uten folie har allerede temperaturen sunket mellom 1-2 grader. Hadde vi brukt mer tid på å undersøke temperaturen hadde vi nok sett at temperaturen i folie-karet hadde steget betraktelig mye mer. Dette gir oss en god oversikt over hvordan det fungerer i vår atmosfære. Uten atmosfæren hadde det vært ekstremt kaldt på jorden, og temperaturen hadde sunket/vært stabil. Med atmosfære samler solens varme seg på jorden, og vi ser temperaturen stiger. Det vi nå må passe på er at det ikke stiger for mye.
Konklusjon: Vi får en dypere forståelse av hva som foregår med drivhuseffekten når vi gjør slike praktiske forsøk. Med vår bakgrunnsinformasjon ser vi at vi har hatt rett i alle hypoteser. Allikevel er det annerledes å se, enn å lese om. Når vi ser hvor drastiske konsekvenser issmelting kan få, får vi kanskje lyst til å gjøre noe med det. Dette er viktig lærdom for vår generasjon. Det er vi som skal føre verden videre.
Hensikt: Se med hjelp av praktiske oppgaver hvordan drivhuseffekten fungerer, og hva slags konsekvens det har for havnivået på jorden.
Utstyr: To kar (gjerne isbokser), to termometere, en glassplate, en linjal, et lys (solen) med nok watt til at det varmer ordentlig, to like store steiner, to like store isklumper, vann, kokeplate og plastfolie.
Metode: 1. I det første forsøket skal vi se på konsekvenser av issmeltingen. Vi fyller de to plastboksene våre med lunkent vann, og plasserer en stein i hver boks. I det ene karet legger vi en av isklumpene rett i det lunkne vannet. I det andre karet legger vi den andre isklumpen oppå steinen. Vi har nå laget små versjoner av arktis og antarktis. Vi tar flere målinger av vannhøyden etterhvert som vi ser isen smelter. Hva skjer med "havnivået" i de forskjellige karene?
2. I det andre forsøket skal vi se på hvordan drivhuseffekten fungerer. Først skrur vi på kokeplaten og venter litt. Når platen er varm (på middels varme) tar vi hånden over og kjenner varmen. Deretter gjør vi det samme, bare med en glassplate mellom hånden og kokeplaten. Kommer varmen gjennom? Vi bruker den samme glassplaten, og setter den under glødelampen. Hvordan belyses underlaget uten glassplaten i forhold til med glassplaten? Nå bruker vi de samme plast-karene som i første forsøk. Vi fyller dem med lunkent vann, og legger et termometer i hvert kar. Over det ene karet legger vi et lag plastfolie. Viktig å passe på at det blir så tett som mulig. Deretter setter vi disse karene under solen vår (glødelampen). Hvordan utvikler temperaturen seg i de ulike plastkarene?
Hypotese: 1. I første forsøk tror vi at karet med isklumpen oppå stenen (antarktis) kommer til å få et kraftig stigende vannivå. Massen til is er litt større enn til vann, så når isklumpen allerede ligger i vannet, som i arktis-karet, vil dette ikke ha noe å si på vannhøyden. I dette karet tror vi altså at høyden ikke vil endres i det hele tatt.
2. I andre forsøk tror vi at glassplaten vil hindre noe av varmen å treffe håndflaten vår. Vi tror på den andre siden at ikke noe av det synlige lyset kommer til å bli hindret av glassplaten. I de to karene er det logisk for oss at karet med folie blir varmet opp, og får høyere temperatur raskere enn karet uten folie.
Observasjon og drøfting: 1. Etter bare et par minutter har vannstanden i antarktis-karet begynt å stige. I arktis-karet, med isen i vannet, har snart isen smeltet helt vekk. Dette ser ikke ut til å ha påvirket vannivået. Vi måler med en linjal, og ser at vi har rett. Vannstanden er akkurat det samme som når vi startet, 1,6 cm. Dette forklarer oss at smeltingen som skjer på vår nordlige pol ikke har store konsekvenser for havnivået. Massen til isen har alltid vært der, så når isen blir til vann tar ikke dette vannet opp noe mer plass enn det har gjort før. Tilbake til antarktis-karet ser vi at etter ca. 10 minutter har mer av isen smeltet, og vannstanden har økt fra 1,5 cm til 2 cm. På dette tidspunkt har ikke all isen smeltet. Selv om en feilkilde kan være hvor nøye vi måler med linjalen, ser vi det dramatiske i forsøket. I dette karet har vannstanden på 10 minutter økt på 33%. Dette er det som i virkeligheten skjer på sør-polen. Sitatet "the problem is just the tip of the iceberg" gir mer mening nå. Om 90% av et isberg ligger under vann, og 10% over, vil det ha store konsekvenser om de 10% smelter. Det er som vi ser i det andre karet. Isen/underlaget som allerede er der, vil ikke ta noe mer plass enn før. Det vil vannet som kommer fra overflaten gjøre.
2. Her ser vi fort at vi har hatt rett i hypotesen. Når vi setter glassplaten mellom lyskilde og underlag, stopper den ikke det synlige lyset. Noen i gruppen mente det ble svakere, men jeg syns det så ut som at lyset fortsatt lyste på full guffe selv med glassplaten mellom. Dette viser hvordan atmosfæren og ozonlaget slipper inn synlig lys fra solen, noe som varmer jorden. Om denne varmen kommer ut ser vi et eksempel på i neste del. Når vi setter glassplaten mellom den varme kokeplaten (jorden) og hånden vår, kjenner vi fort at varmen blir sperret av glasset. Dette viser hvordan varmen fra solen blir hold på jorden. De kortbølgede strålingene kommer lett inn, men de langbølgede strålingene har problemer med å komme ut. Dette forklarer drivhus-situasjonen på en veldig grei måte. Sist men ikke minst ser vi på de to karene med termometerne. Begge karene måler 22 grader, før de begge settes under glødelampen, og den ene blir trukket over med plastfolie. Det tar lang tid før vi ser noe forskjell på temperaturen. Karene vi har brukt er veldig store i forhold til tiden vi har til å se forskjellen. I tillegg kan det være plastfolien ikke satt tett nok. Etter 20 minutter ser vi første endring i karet med folien over, vi ser det har begynt å stige mot 24 grader. I karet uten folie har allerede temperaturen sunket mellom 1-2 grader. Hadde vi brukt mer tid på å undersøke temperaturen hadde vi nok sett at temperaturen i folie-karet hadde steget betraktelig mye mer. Dette gir oss en god oversikt over hvordan det fungerer i vår atmosfære. Uten atmosfæren hadde det vært ekstremt kaldt på jorden, og temperaturen hadde sunket/vært stabil. Med atmosfære samler solens varme seg på jorden, og vi ser temperaturen stiger. Det vi nå må passe på er at det ikke stiger for mye.
Konklusjon: Vi får en dypere forståelse av hva som foregår med drivhuseffekten når vi gjør slike praktiske forsøk. Med vår bakgrunnsinformasjon ser vi at vi har hatt rett i alle hypoteser. Allikevel er det annerledes å se, enn å lese om. Når vi ser hvor drastiske konsekvenser issmelting kan få, får vi kanskje lyst til å gjøre noe med det. Dette er viktig lærdom for vår generasjon. Det er vi som skal føre verden videre.
Kilder:
- http://ndla.no/nb/node/48240?fag=7
- http://ndla.no/nb/node/44498?fag=7
- www.viten.no - oppgaver fra lærer
