Hefte3 nn red

Jørgen Kolderup

Temperatur I serien Alt heng saman med alt møter elevane 10 utvalde emne som er heilt sentrale for å forstå basistekstar i naturfaget.

Elektromagnetisk stråling Celler

Serien er ein uavhengig tilleggskomponent til læreverket Trigger, og kan ­brukast av elevar på ungdomstrinnet, i vidaregåande skule eller iv ­ aksenopplæringa. ­Tekstane er forenkla, og dei vanskelegaste teoretiske samanhengane er tekne ut.

3

I serien finst det tre hefte, og alle har arbeidsoppgåver og fasit: hefte

tittel

tematisk innhald

1

Alt heng saman med alt 1

• Atom • Molekyl • Kjemiske sambindingar

2

Alt heng saman med alt 2

• Masse • Massetettleik • Krefter • Energi

3

Alt heng saman med alt 3

• Temperatur • Elektromagnetisk stråling • Celler

nynorsk

Nettstaden www.althengsamanmedalt.cdu.no er utvikla med utgangspunkt i dei same emna som i hefta.

ISBN 978-82-02-34401-6

9 788202 344016 www.cdu.no

104335 GROMS Trigger 3 Omslag Nynorsk 140101.indd 1

26.03.14 09:52

Fotografi: Getty Images/Thinkstock: Ivan Tykhyi s. 3, Jupiterimages s. 4n, sodapix s. 5, Oleksiy Mark s. 6ø, Denis Gladkiy s. 6n, 36clicks s. 7, EM_prize s. 8n, monkeybusinessimages s. 9ø, Simon Valentine s. 9n, Denisa – Carmen VOICU s. 11, Barbro Bergfeldt s. 13, Christian Delbert s. 14ø, Michael Utech s. 14n, FanFerrari s. 17, parisvas s. 19, itsmejust s. 20, iStock s. 21, Niloo138 s. 22, moodboard s. 23, Purestock s. 24, Dirk Püschel s. 26, Sven Hoppe s. 27n, ARGINVENTOR s. 28, U_S_P_E_H s. 30 og 31, cynoclub s. 34ø, Marina79 s. 36ø, JBernspang s. 36n, EJMPhotos s. 37, hero30 s. 38, osman safi s. 39h, gbh007 s. 42, james boulette s. 45n, CamiloTorres s. 48, Photodisc s. 50, Tashi-Delek s. 53, Jacek Chabraszewski s. 54ø, Stewart Cohen Pictures s. 54n, Lori Sparkia s. 56n, monkeybusinessimages s. 57, Dmitro Tolokonov s. 59, Jodi Matthews s. 62 GV Press/Photo Researchers: David M. Philips s. 39v Jørgen Kolderup: s. 34n, s. 35ø, s. 35n Shirtoid.com: s. 8ø

© CAPPELEN DAMM AS, 2014 ISBN 978-82-02-34401-6 1. utgåve, 1. opplag Føresegnene i åndsverklova gjeld for materialet i denne publikasjonen. Utan særskild avtale med Cappelen Damm AS er all eksemplarframstilling og tilgjengeleggjering berre tillate så langt det har heimel i lov eller avtale med Kopinor, interesseorgan for rettshavarar til åndsverk. Bruk som er i strid med lov eller avtale, kan føre til erstatningsansvar og inndraging og straffast med bøter eller fengsel.

Heftet er utgitt med støtte frå Utdanningsdirektoratet.

Forfattar: Jørgen Kolderup Forlagsredaktør: Guro K. Barstad Biletredaktør: Guro K. Barstad Illustrasjonar: Bokproduksjon SA / Ove Olsen Nynorsk omsetjing: Jan R. Tislevoll Grafisk design og ombrekking: Laboremus Oslo AS Omslagsbilete: Getty Images / David Madison Omslagsdesign: Tora Aasen, Cappelen Damm AS Trykk og innbinding: RenessanseMedia AS www.althengsamanmedalt.cdu.no

104335 GROMS Trigger 3 Omslag Nynorsk 140101.indd 2

26.03.14 09:52

Jørgen Kolderup

TRIGGER 3 Alt heng saman med alt

Temperatur • Elektromagnetisk stråling • Celler

Nynorsk

INNHALD 1 Temperatur .............................................................................

3

Kva er temperatur? .............................................................................

Varmeoverføring .................................................................................

Korleis måler vi temperatur? ..............................................................

Temperaturskalaer ..............................................................................

Oppgåver............................................................................................

4

9

2 Elektromagnetisk stråling..........................................

15

Korleis blir elektromagnetisk stråling skapt? .....................................

Kva er bølgjer? .....................................................................................

Elektromagnetisk stråling har konstant fart .....................................

Det elektromagnetiske spekteret ......................................................

Gammastråling....................................................................................

Røntgenstråling ..................................................................................

Ultrafiolett stråling .............................................................................

Synleg lys .............................................................................................

Infraraud stråling.................................................................................

Mikrobølgjer ........................................................................................

Radiobølgjer ........................................................................................

Oppgåver............................................................................................

16

5 5 6

16 18 18 19 20 21 22 26 28 28 29

3 Celler ..........................................................................................

37

Kva er ein organisme? .........................................................................

Korleis kan celler byggje opp ein heil kropp? .....................................

Celler – hovudtypar ............................................................................

Dyreceller.............................................................................................

Planteceller ..........................................................................................

Bakterieceller.......................................................................................

Virus .....................................................................................................

Celledeling ...........................................................................................

Oppgåver............................................................................................

38

Fasit ..................................................................................................

38 40 41 45 47 49 50 54 63

1

Friksjonen mellom bildekka og asfalten gjer at dekka blir varme når ein bil køyrer.

Racerbilar bruker breie dekk for å auke friksjonen, slik at bilen klarer svingane betre.

TEMPERATUR Har du nokon gong teke på knivbladet til ein brødkniv som du akkurat har skore brød med? Då kjende du kanskje at knivbladet hadde fått høgare temperatur? Temperaturen auka på grunn av friksjonen som oppstod mellom brødet og kniven mens brødet blei skore. Temperaturen i eit bildekk blir også høgare når det har rulla nokre kilometer. Dette kjem også av friksjonen. Når to gjenstandar er i kontakt og bevegar seg i forhold til kvarandre, oppstår det friksjon, og temperaturen aukar. Dette skjer fordi molekyla i gjenstandane skumpar borti kvarandre, og fordi partiklane i gjenstandane dermed begynner å vibrere kraftigare.

TEMPERATUR

4

KVA ER TEMPERATUR? Temperatur er rett og slett eit mål på kor mykje atoma og molekyla i eit materiale vibrerer eller bevegar seg. Vi kan ikkje sjå vibrasjonane, for molekyla er så uendeleg små, men vi kan kjenne vibrasjonane som varme. Ved høge temperaturar er vibrasjonane kraftigare enn ved lågare temperaturar.

kaldare

varmare

Når temperaturen aukar, blir vibrasjonane sterkare.

Kva er forskjellen på temperatur og varme?

Ofte når vi snakkar om temperatur og varme, bruker vi desse to omgrepa om kvarandre.

Det er ikkje riktig. Varme er energi som bevegar seg frå ein stad med høg temperatur til ein stad med lågare temperatur. Når du held hendene mot eit flammande bål, kjenner du varmen som strøymer ut frå flammane (som har høg temperatur) og inn i hendene dine (som har lågare temperatur). Denne varmen gjer at temperaturen i hendene dine aukar. Om temperaturen i hendene dine hadde vore like høg som inne i flammane, ville det ikkje strøymt varme inn i dei.

5

KORLEIS MÅLER VI TEMPERATUR? På varme solskinsdagar er det herleg å bade ute. Sjølv om vatnet har god badetemperatur, kjennest det kaldt med ein gong du hoppar uti. Det er fordi huda vår er varmare enn vatnet, og då går varmen frå huda til vatnet. Vi mister varme.

Huda blir kjølt ned, og temperaturforskjellen mellom huda og vatnet blir mindre. Etter kvart forsvinn den kalde kjensla, og vi seier at vi har «vant oss til vatnet». Det er rart, for vatnet har jo heile tida den same temperaturen. Kroppen reagerer altså mest når han kjenner brå forandringar i temperatur!

Vasstemperaturen er konstant, men likevel kjennest vatnet ofte kaldare idet vi dukkar ned i vatnet, enn nokre sekund etterpå.

TEMPERATUR

VARMEOVERFØRING Om du legg ei hand på ei varm kokeplate, vil du med ein gong trekkje ho til deg fordi du brenn deg. Molekyla i kokeplata vibrerer kraftig på grunn av den høge temperaturen. Om du legg handa di på plata, vil dei sterkt vibrerande molekyla i kokeplata treffe molekyla i handflata di og setje dei i kraftigare bevegelse. Molekyla i handflata treffer så molekyla litt lenger inn i huda, og dermed aukar temperaturen innover i huda.

Heldigvis ligg det nokre sanseceller i huda som føler denne temperaturauken og melder frå til hjernen, så vi rekk å trekkje handa vekk før ho blir skadd.

TEMPERATUR

6

For å kunne samanlikne temperaturar må vi ha instrument som ikkje lèt seg lure så lett som kroppen vår. Til det bruker vi termometer.

Korleis verkar eit termometer?

Mange termometer inneheld ei farga væske inne i ein glassylinder. Veggen på glassylinderen er merkt med ein måleskala. Væska inne i sylinderen utvidar seg når ho blir varma opp, og trekkjer seg saman når ho blir avkjølt. Dette er fordi kvar partikkel tek større plass når han bevegar seg kraftig, enn når han bevegar seg lite. Ved å lese av kvar på skalaen toppen av væskesøyla er, kan ein seie kva temperatur det er.

TEMPERATURSKALAER Når vi her i Noreg snakkar om temperaturen, snakkar vi vanlegvis om kuldegradar og varmegradar, det vil seie gradar på kvar si side av frysepunktet for vatn. Då bruker vi celsiusskalaen. Men det finst fleire skalaer vi kan bruke til å måle temperatur. Vi skal sjå på tre av dei.

ORDFORKLARING Ein sylinder har ei sirkelforma grunnflate, og sidekanten står vinkelrett på grunnflata.

7

Svensken Anders Celsius laga sin temperaturskala på 1700talet. Han tok utgangspunkt i eigenskapane til vatn. Vatn kan både fryse og koke. Celsius foreslo at det skulle vere 100 gradar mellom frysepunktet og kokepunktet til vatn.

Skalaen blei seinare kalla opp etter Celsius og blei laga slik at null gradar celsius (0 °C) svarte til frysepunktet til vatnet og 100 gradar celsius (100 °C) svarte til kokepunktet.

Sjølv om det er kuldegradar i omgivnadene og vatnet er frose til is/snø, kan vatnet i dei varme kjeldene på Island ha så høg temperatur at det koker (100 °C).

Kelvinskalaen – ein positiv skala

Kelvinskalaen tek utgangspunkt i det absolutte nullpunktet (sjå ramme på neste side) og set det som 0 kelvin (0 K). Kelvinskalaen fungerer elles på same måten som celsiusskalaen, slik at når temperaturen endrar seg med til dømes 10 °C, endrar han seg også med 10 K. Vi bruker ikkje gradteiknet (°) når vi nemner ein temperatur i kelvin.

Sidan det faktisk ikkje kan bli kaldare enn 0 K, finst det ikkje kuldegradar på kelvinskalaen. Det gjer at vi ikkje treng rekne med negative tal, noko som er ein av grunnane til at vi bruker denne skalaen i vitskapelege samanhengar.

Kelvin er ei av dei sju grunneiningane i SI-systemet.

ORDFORKLARING SI-systemet er eit felles internasjonalt system for måleiningar, slik at desse måleiningane betyr det same over heile verda.

TEMPERATUR

Celsiusskalaen – basert på vatn

TEMPERATUR

8

Det absolutte nullpunktet Kor kaldt kan det bli? Når temperaturen går ned, vibrerer atom og molekyl mindre. Om vi kunne halde fram med å redusere temperaturen heilt til alle atom og molekyl stod stille, hadde vi komme til den lågaste temperaturen som er mogleg, nemleg –273,15 °C. Denne temperaturen kallar vi det absolutte nullpunktet, og han svarer til 0 K.

Kelvinskalaen

Celsiusskalaen

0K

–273,15 °C

273,15 K

0 °C

373,15 K

100 °C

Fahrenheitskalaen

Dette termometeret viser temperaturen både i fahrenheit og celsius.

I USA bruker dei fahrenheitskalaen. Den er laga slik at kroppstemperaturen (ca. 37,8 °C) til eit menneske svarer til omtrent 100 °F (gradar fahrenheit). På fahrenheitskalaen er frysepunktet for vatn 32 °F, og kokepunktet for vatn er 212 °F. Det er altså 180 gradar fahrenheit mellom kokepunktet og frysepunktet til vatnet, og ikkje 100 gradar, som vi er vane med frå celsiusskalaen. Sidan ein temperaturauke på éin grad celsius og éin grad fahrenheit ikkje er det same, er det vanskeleg for oss å bruke fahrenheitskalaen. Vi gjer som resten av verda: Vi bruker celsiusskalaen.

9

1.1

Tenk deg at du skjer deg ei skive brød med ein vanleg brødkniv. Kva skjer med temperaturen i knivbladet når du skjer?

Påstand

1.2

a

Han blir høgare.

b

Han får same temperatur som brødet.

c

Han blir lågare.

d

Det kjem heilt an på kva slags kniv ein bruker, og korleis ein skjer, så spørsmålet er ikkje mogleg å svare på.

Svar

Når vi gnir ei fyrstikk hardt og raskt nok mot sida på ei fyrstikkøskje, blir det frigjort nok varme til at fyrstikka tek fyr. Kvifor aukar temperaturen når vi gnir to gjenstandar mot kvarandre?

Påstand a

Fordi molekyla i gjenstandane som vi gnir mot kvarandre, skumpar borti kvarandre, og fordi partiklane i gjenstandane derfor vibrerer kraftigare.

b

Fordi den eine gjenstanden alltid er varmare enn den andre.

c

Varmen kjem frå mennesket som gnir gjenstandane mot kvarandre.

d

Det oppstår energi, og han blir frigjord som varme.

Svar

OPPGÅVER • TEMPERATUR

OPPGÅVER

OPPGÅVER • TEMPERATUR

10

1.3

Kva er eigentleg temperaturen eit mål på?

Påstand

1.4

a

Temperaturen er eit mål på kor mykje varme som finst ein stad.

b

Temperaturen er eit mål på kor mykje kulde som finst ein stad.

c

Temperaturen er eit mål på kor mykje energi som finst ein stad.

d

Temperaturen er eit mål på kor mange atom som finst ein stad.

e

Temperaturen er eit mål på kor mykje partiklane vibrerer.

Svar

I kvardagslivet bruker vi gjerne orda temperatur og varme litt om kvarandre. Kva av påstandane om desse omgrepa er rett?

Påstand a

Varme og temperatur er to ord som betyr nøyaktig det same.

b

Varme og temperatur er nesten det same, berre at varme betyr høg temperatur.

c

Varme og temperatur beskriv to ulike fenomen.

d

Varme og temperatur er motsette omgrep.

Svar

11

Kva for ein av påstandane under er ikkje riktig?

Påstand

1.6

a

Når du brenn deg på ei kokeplate, kjem det av at molekyla i huda di blir sette i bevegelse av molekyla i kokeplata.

b

Varme spreier seg ved at vibrerande molekyl kolliderer med andre molekyl og dermed set dei i bevegelse.

c

Huda din er god til å oppfatte endringar i temperatur.

d

Når du hoppar uti sjøen om sommaren, kjennest vatnet kaldt først, men etter kvart kjennest det varmare fordi kroppen din har varma opp vatnet.

Svar

Kvifor blir ei metallskei kald når ein stikk ho nedi iskrem?

Påstand a

Handtaket til skeia blir kaldt fordi kulden frå isen bevegar seg gjennom skeia.

b

Skeia blir kald fordi lufta over isen er kald.

c

Det går varme frå skeia og over i isen, fordi temperaturen der er lågare.

d

Varmen i skeia trekkjer opp i handa for å unngå å bli kjølt ned av isen.

Svar

OPPGÅVER • TEMPERATUR

1.5

OPPGÅVER • TEMPERATUR

12

1.7

Kva av desse måleiningane er måleiningar for temperatur? Set kryss.

Måleining

1.8

a

Fahrenheit

b

Gradianar

c

Celsius

d

Kelvin

e

Newton

f

Sneis

Svar

Kople faktasetningane til riktig temperaturskala; anten kelvinskalaen eller celsiusskalaen. Set kryss.

Påstand Null gradar er smeltepunktet til is.

Null gradar er frysepunktet til vatn.

Null gradar er den lågast moglege temperaturen.

Kokepunktet til vatn er hundre gradar.

Det går an å måle kuldegradar.

Måleininga er K. Skalaen blir brukt mest i vitskapelege samanhengar.

Celsius

Kelvin

13

Kvifor kan små endringar i kroppstemperaturen ha store konsekvensar for oss menneske?

Påstand a

Fordi vi frys så lett.

b

Fordi vi blir veldig slappe når det er varmt.

c

Fordi genane ikkje skal bli kalde.

d

Fordi protein i kroppen lett blir øydelagde ved for høge temperaturar.

e

Fordi vi blir forkjølte.

Svar

1.10 Kva er det som gjer at nokre egg blir blautkokte og andre hardkokte?

Påstand a

Det kjem an på kor lenge egget ligg i vatn.

b

Egga ein kjøper, er av to typar: blautkokte og hardkokte.

c

Det er heilt tilfeldig.

d

Det er temperaturen inne i egget som avgjer det.

e

Det er det vasstemperaturen som avgjer.

Hardkokte egg blir kokte i vatn med høgare temperatur.

Svar

OPPGÅVER • TEMPERATUR

1.9

OPPGÅVER • TEMPERATUR

14

1.11

Kva måleining er brukt på den inste temperaturskalaen på termometeret?

Måleining

1.12

a

Fahrenheit

b

Celsius

c

Kelvin

d

Springfield

Svar

Kvifor kjennest eit metallhandtak kaldare enn eit trehandtak, sjølv om temperaturen er lik?

Påstand a

Huda vår reagerer negativt på metall.

b

Metall er alltid kaldare enn tre.

c

Metall leier varme betre enn tre. Derfor blir huda raskare kjølt ned av metall.

d

Treet inneheld meir varme enn metall.

Svar