Oppgaver om solenergi for barneskolen

Energi er jo det som får ting til å skje, og da kan et tankeeksperiment der vi prøver å forestille oss hvordan universet ville sett ut om det ikke fantes energi kanskje gjøre begrepet litt mer forståelig.

Tankeeksperimentet bør være en dialog med klassen, og det kan være lurt å la elevene komme med forslag om hva vi må ta bort dersom vi skal fjerne all energi.

Hvis alt som skjer krever energi, hva hadde skjedd her i klasserommet om vi ikke hadde noe energi her? (Ingen verdens ting er sluttresultatet når all energi er fjernet.)

La oss ta bort alt som skjer her. Få høre forslag til ting som skjer her inne, og som krever energi som må bort?

• Bevegelse? (til og med bevegelsen av luft)
• Lyd?
• Temperatur?
• Kanskje vente med lys til slutt, det blir litt kjedelig når alt er mørkt?

Når alt er tatt bort, og klasserommet i tankeeksperimentet er mørkt og kjedelig, kan man begynne å snakke om former for energi. Energi kan ha mange former, og alt som ble tatt bort i tankeeksperimentet var en eller annen energiform. Heldigvis er universet og jorda fullt av energi.

Nå passer det kanskje å snakke litt om energiprinsippet, og at energien faktisk ikke kan bli borte, sånn at dere kan fundere litt rundt energikjeder. Energien i universet er konstant, den blir aldri borte. Men energi kan skifte form. Vi kan gjøre energien i en foss om til elektrisitet. Vi kan bruke energien fra bensin til å få en bil til å kjøre.

Det finnes mange energiformer:

• Bevegelsesenergi: Når noe beveger seg, har det bevegelsesenergi.
• Kjemisk energi: Finnes for eksempel i mat, batterier og bensin, den kan få ting til å skje, for eksempel kommer all energien i kroppen vår fra den kjemiske energien i maten vi spiser.
• Varmeenergi: Kommer fra noe som er varmere enn omgivelsene. Når omgivelsene tilføres varmeenergi, blir de varmere, mens tingen som avgir varme blir litt kaldere.
• Elektrisk energi: Alt det vi kaller elektrisk strøm. Den kan brukes til nesten alt mulig, for eksempel få ting til å lyse, lage lyd eller varme, eller bevege på seg.

Når energi går fra en form til en annen, så til en tredje form, og så til en fjerde (osv.) kalles det en energikjede. Vi finner energikjeder overalt. Vi er selv del av noen av dem. Vi får jo energi fra maten vår. Men hvor kom energien i maten vår fra? Prøv å finne leddene i energikjeden helt tilbake til sola, som er den viktigste energikilden for livet på jorda.

Du trenger dette utstyret:

• Tomflasker, helst mange som er omtrent identiske
• Maling eller noe annet å farge flaskene med (man kan også farge selve vannet)
• Termometre

Lag solfangere i forskjellige farger av tomflasker. Mal flaskene eller kle dem i farget papir eller folie. Observer hvordan temperaturen endrer seg over tid for hver solfanger.

Forsøket kan utføres på denne måten:

Elevene kan godt jobbe to og to sammen om en flaske. Alle flaskene skal helst ha samme volum og form. Dersom flaskene skal males, er det lurt at elevene maler flaskene sine noen dager før forsøket, slik at malingen rekker å tørke.

La elevene fylle flaskene sine slik at alle har omtrent like mye vann og omtrent samme temperatur på vannet sitt, og sett alle solfangerne i sola på samme tid. Sørg for at flaskene står slik at alle får like mye sol.

I tillegg til de fargede flaskene kan man ha en som ikke er farget, som en ekstra kontroll på at farge spiller en rolle. Mål temperaturen på flaskene hvert 5. – 15. minutt. Det viktigste er at temperaturen måles med jevne mellomrom, så elevene evt. kan lage grafer og prøve å se forskjeller og forsøke å forklare hva som skjer.

Mellom målingene kan elevene sammenligne temperaturene på solfangerne, og forsøke å bruke dataene de samler til å forutsi hvilken farge som fungerer best.

Last ned dokumentene bak linkene i oppgaven. Der finner du det du trenger for å opprette og gjennomføre quizløypa, basert på opplegget fra Trosvik Skole.

Quizløypen skal kunne gjøres unna på en enkelttime, med litt tid til forberedelse og gjennomgang av fasit. Finn seks steder i skolegården der det går an å henge opp postene.

Del klassen i seks grupper som starter på hver sin post. Hver gruppe trenger en penn, et svarskjemahefte og tydelig beskjed om hvor de skal starte i skolegården, og får også med seg oppgavearket til posten de skal starte på, samt det de trenger for å få festet oppgavearket på posten, f.eks. tape, binders, klesklyper eller tegnestifter.

Gruppene får så disse instruksjonene i plenum:

• De skal gå til stedet du har oppgitt
• Når de har satt opp oppgavearket på sin post, får de signal om at startskuddet går
• Når de får beskjed om at tiden på nåværende post er over, etter 3 minutter, går de til posten som er ett nummer høyere enn posten de var på, bortsett fra gruppen som er på post 6, de skal videre til post 1
• Svar på oppgavene så kjapt som mulig.
• Fasit blir gjennomgått når alle har vært på alle postene
• Hvert riktige svar gir 1 poeng
• Vinnerne får rett til å snik-skryte med falsk beskjedenhet.

Når alle gruppene er på plass på sin første post, gir du beskjed om at klokka starter nå, og at de har 3 minutter på seg til å finne svarene på hver post.

Jula og Frederiksen har rimelige forstørrelsesglass.

Dette forsøket må gjøres utendørs under god sikkerhet på grunn av den åpenbare brannfaren. Du trenger:

• Solskinn. Dette kan ikke gjennomføres på en overskyet dag.
• Forstørrelsesglass
• Rent, ikke impregnert trevirke og noen andre materialer som ikke avgir skadelige stoffer når de blir varme
• Et uteareal med god brannsikkerhet. Unngå steder med tørt gress eller mye tørr vegetasjon. Ikke gjør dette på en dag med mye vind.
• Ballonger til å blåse opp
• Ballonger fylt med vann
• Lett tilgjengelig vann til eventuell slukking. Det beste er om hvert par har en vannflaske.
• En skål med sand til hver gruppe. Sandskålen gir et trygt underlag for forsøk med høy varme.
• Noe å ta tiden med for hvert par, f.eks. stoppeklokker eller mobiltelefoner

Du bør ha nok forstørrelsesglass til at elevene kan jobbe i par. Hvert par får utdelt et forstørrelsesglass, en skål med sand, en beholder med vann og et lite utvalg av rent trevirke, papir, papp og evt. andre materialer som kan være brennbare eller ikke, men som ikke inneholder stoffer som kan avgi helseskadelige gasser.

Elevene skal utføre følgende forsøk:

1. Test om de kan få hvert materiale til å utvikle røyk eller begynne å brenne ved hjelp av forstørrelsesglasset.
2. Ta tiden fra de starter oppvarmingen av et nytt punkt på et av de brennbare materialene til de ser den første røykutviklingen. Lag hypoteser om hvorfor noen materialer bruker lengre tid på å utvikle røyk enn andre.
3. Spreng en ballong med sollys gjennom forstørrelsesglasset.
4. Spreng en vannballong med sollys gjennom forstørrelsesglasset.
5. Lag en hypotese om hvorfor resultatene ble som de ble i forsøk 4 og 5.
6. Om de skal skrive rapport må de huske på å notere alle innsamlede data, tider, resultater osv. De må gjerne ta bilder underveis, dersom de har mobiltelefon tilgjengelig. Hypotesene fra punkt 2 og 5 tar de med og drøfter i diskusjonsdelen.

Dette opplegget baserer seg i all hovedsak på to av kjerneelementene for naturfag i læreplanen, «Teknologi» og «Energi og materie».

Fra læreplanen i naturfag:

Kjerneelementer:

• Teknologi
• Energi og materie

Kompetansemål

2. trinn:

• samtale om hvordan vi kan ta miljøbevisste valg og gjennomføre lokale miljøtiltak

4. trinn:

• bruke tabeller og figurer til å organisere data, lage forklaringer basert på data og presentere funn
• utforske teknologiske systemer som er satt sammen av ulike deler, og beskrive hvordan delene fungerer og virker sammen
• utforske observerbare størrelser som fart og temperatur og knytte dem til energi
• samtale om hva energi er, og utforske ulike energikjeder

7. trinn:

• skille mellom observasjoner og slutninger, organisere data, bruke årsak-virkning-argumenter, trekke slutninger, vurdere feilkilder og presentere funn
• lese og forstå faremerking og reflektere over hensikten med disse
• gi eksempler på hvordan naturvitenskapelig kunnskap er utviklet og utvikler seg
• reflektere over hvordan teknologi kan løse utfordringer, skape muligheter og føre til nye dilemmaer
• utforske elektriske og magnetiske krefter gjennom forsøk og samtale om hvordan vi utnytter elektrisk energi i dagliglivet

For 7. trinn, matematikk:

• logge, sortere, presentere og lese data i tabellar og diagram og grunngi valet av framstilling

(Kilde: udir.no)