Concept cartoons: materials egenskaper, årskurs 7-9

Går det att komprimera gaser och vätskor?

A. Påsen med luft kan tryckas ihop eftersom molekylerna blir mindre.

B. Påsen med luft kan tryckas ihop eftersom det finns plats mellan luftpartiklarna.

C. Det går inte att trycka ihop en påse full med vatten eftersom det inte finns något utrymme mellan partiklarna.

D. En påse med vatten kan tryckas ihop eftersom vatten är rinnande.

Vad tror DU?

Ladda ner och skriv ut bilden i större format:

Concept cartoon: Går det att komprimera gaser och vätskor Pdf, 439 kB, öppnas i nytt fönster. (Pdf, 439 kB)

Idéer för arbete med eleverna

Eleverna kan börja med att försöka trycka ihop en plastpåse fylld vatten. Sedan kan de trycka ihop en uppblåst ballong och notera hur det känns och undersöka om det är någon skillnad när ballongen är fylld med vatten.

De kan också arbeta med sprutor som fylls med vatten respektive luft och jämföra hur mycket de kan skjuta in kolven i de olika sprutorna. De kan använda sina kunskaper om luft och partiklar för att förklara resultatet. En tillämpning kan vara att eleverna får förklara vad som händer när man hoppar i en uppblåsbar hoppborg och varför man studsar uppåt.

Naturvetenskapligt innehåll

I gaser är det glest mellan partiklarna och därför är det ganska lätt att komprimera luft. I vätskor befinner sig partiklarna närmare varandra och det är därför svårare att komprimera vatten än luft. Partiklarna ändrar inte storlek utan det är utrymmet mellan dem som ändras. Det finns mycket lite utrymme mellan partiklarna i en vätska. Partiklarna stöter till varandra, men de är inte fixerade och kan strömma runt varandra. Det är därför vätskor är rinnande.

Sprutan

Fysik årskurs 7–9.

Hur kommer vätskan in i sprutan?

A. Vätskan går in i sprutan på grund av lufttrycket utanför.

B. Vätskan går in i sprutan eftersom luften inuti drar upp den.

C. Vätskan går in i sprutan eftersom den sugs in när man drar ut kolven.

D. Sprutan fungerar inte om den är helt under vatten.

Vad tror DU?

Ladda ner och skriv ut bilden i större format:

Concept cartoon: Hur kommer vätskan in i sprutan Pdf, 431 kB, öppnas i nytt fönster. (Pdf, 431 kB)

Idéer för arbete med eleverna

Eleverna kan dra tillbaka kolven på en spruta så att det finns lite luft inuti den, lägga fingret över slutmunstycket och dra tillbaka kolven. De kan diskutera vad som händer med luften inuti och hur lufttrycket i sprutan förändras. De kan jämföra hur det är att fylla en pipett och en spruta med vatten. Eleverna kan diskutera lufttryck och dess samband med andningen.

Naturvetenskapligt innehåll

Luft består av ett stort antal partiklar som rör sig i olika riktningar och kolliderar med de ytor som omger luften. Ju fler kollisioner det blir mot en yta desto större tryck. Det är detta som är lufttryck. Utrymmet mellan partiklarna minskar då luften trycks ihop och lufttrycket ökar. Lufttrycket minskar när utrymmet ökar och det blir glesare mellan partiklarna.

När kolven i sprutan dras upp ökar utrymmet och lufttrycket sjunker. Lufttrycket är lägre i sprutan än utanför och vätskan sugs in. Detta fortsätter tills trycket inuti och utanför sprutan är lika. Om man trycker in kolven ökar lufttrycket inuti sprutan och blir större än utanför och vätskan sprutar ut.

Helium

Fysik årskurs 7–9.

Har helium massa?

A. Helium är en lätt gas, så ballongen blir lättare när den blåses upp.

B Helium väger inte någonting så vikten ändras inte.

C. Helium har negativ massa, så ballongen blir lättare.

D. Helium väger i alla fall något så ballongen blir tyngre.

Vad tror DU?

Ladda ner och skriv ut bilden i större format:

Concept cartoon: Har helium massa Pdf, 488 kB, öppnas i nytt fönster. (Pdf, 488 kB)

Idéer för arbete med eleverna

Eleverna kan undersöka om luften har massa. Det är svårt att väga gas i en fylld ballong. Det bästa sättet är att blåsa upp två ballonger och hänga dem på en balansvåg. Balansvågen kan till exempel tillverkas av ren lång blomsterpinne. Fäst en tejpbit på ballongerna. Stick sedan försiktigt en nål igenom tejpen på den ena ballongen och observera vad som händer.

Eleverna kan beskriva och förklara genom att använda begrepp som luft och molekyler. De kan göra undersökningar med heliumballonger och luftballonger och undersöka hur de svävar med olika mycket innehåll.

Naturvetenskapligt innehåll

Alla gaser består av partiklar – atomer och molekyler – och har massa. Gravitationen påverkar dessa partiklar, precis som alla andra föremål, så att de dras mot marken. Atmosfären blir därför tunnare ju högre upp man kommer. Molekylerna rör sig i olika riktningar.

Att heliumballongen svävar beror på lufttrycket. Helium är en gas som består av partiklar och har massa. Helium är lättare och mindre tät än luft vilket innebär att lufttrycket blir högre än trycket av helium och ballongen svävar.

Material och atomer

Kemi årskurs 7–9.

Olika material, olika atomer?

A. Allt är gjort av samma sorts atomer.

B. Jag tror att atomerna är likadana, men att de är ordnade på olika sätt.

C. Jag tror att atomerna är olika i olika material.

D. Jag tror att atomerna är olika, men de är ordnade likadant.

Vad tror DU?

Ladda ner och skriv ut bilden i större format:

Concept cartoon: Olika material olika atomer Pdf, 760 kB, öppnas i nytt fönster. (Pdf, 760 kB)

Idéer för arbete med eleverna

Eleverna kan resonera om vad de vet om atomer och vad skillnaden är mellan atomer och molekyler. De kan leta upp bilder av atomer och molekyler och även använda molekylmodeller.

Var kommer orden atom och molekyl från? Hur kan vi vara säkra på att atomer finns om de är för små för att ses? Ta fram olika material och fundera på vad de består av – olika metaller, glas, plast med mera.

Naturvetenskapligt innehåll

Alla ämnen i alla material är uppbyggda av atomer. Vissa ämnen är grundämnen och de finns ordnade i periodiska systemet. Varje grundämne är uppbyggt av ett slags atomer. Flera atomer kan ingå i molekyler och bildar i olika kombinationer kemiska föreningar.

Atomerna är uppbyggda av en kärna med protoner och neutroner och med elektroner utanför denna. Ämnena kan finnas olika faser – fast, flytande och gas. Olika ämnen kan också ingå i blandningar som kan vara fasta, flytande eller gasformiga.

Rena ämnen

Kemi årskurs 7–9.

Vad är ett rent ämne?

A. Det här är rent salt, så det består av ett enda grundämne.

B. Det här är rent salt, så det består av ett enda ämne.

C. Detta är rent salt så det är inte giftigt.

D. Det här är rent salt, så det kan vara en förening men inte en blandning.

Vad tror DU?

Ladda ner och skriv ut bilden i större format:

Concept cartoon: Vad är ett rent ämne Pdf, 498 kB, öppnas i nytt fönster. (Pdf, 498 kB)

Idéer för arbete med eleverna

Eleverna kan söka information om vad ämne, förening och blandning betyder. Sedan kan de diskutera vad ett rent ämne är. Är havsvatten rent? Är bordssalt rent? Är kranvatten rent? Är mineralvatten rent?

Eleverna kan studera ett salt och sand i mikroskop och jämföra dessa. De kan diskutera varför varje saltkorn kommer att ha exakt samma kemiska sammansättning och att större saltkristaller kommer att ha samma kemiska egenskaper som mindre saltkristaller.

Naturvetenskapligt innehåll

Ordet ren används på olika sätt i vardagen och när man talar om kemiska ämnen. Alla rena ämnen innehåller endast en typ av atomer eller molekyler. Det finns 94 naturligt förekommande grundämnen och alla ämnen på jorden byggs upp av dessa grundämnen.

Kemiska föreningar är uppbyggda av flera grundämnen. Salter är inte grundämnen. Natriumklorid (koksalt) är en förening eftersom det är en molekyl som består av natrium (Na) och klor (Cl).

En blandning består av två eller flera ämnen. Det kan vara grundämnen eller kemiska föreningar. Blandningar är alltså inte rena ämnen. Det är sällan vi använder helt rena ämnen. Guldet i smycken är legerat med silver eller koppar. Vattnet vi dricker innehåller små mängder salter och så vidare.

Metallers ursprung

Kemi årskurs 7–9.

Var kommer metaller från?

A. Alla metaller utvinns från berg.

B Några metaller finns helt enkelt som metaller i naturen.

C. Alla metaller förekommer naturligt som kemiska föreningar.

D. De flesta metaller måste framställas.

Vad tror DU?

Ladda ner och skriv ut bilden i större format:

Concept cartoon: Var kommer metaller från Pdf, 492 kB, öppnas i nytt fönster. (Pdf, 492 kB)

Idéer för arbete med eleverna

Eleverna kan göra listor över metaller som de hittar i skolan och hemma. De kan söka information om hur dessa metaller utvinns, framställs och vad de används till. Vilken betydelse har metaller haft för den mänskliga civilisationen under de senaste 5 000 åren?

Eleverna kan också identifiera metallerna i periodiska systemet. De kan söka information om återvinning och återanvändning och ta fram argument för att återvinna metaller.

Naturvetenskapligt innehåll

Ordet metall kommer från det grekiska ordet "métallon", vilket betyder mina, stenbrott och metall. Det berättar var de flesta metaller kommer ifrån, i jordskorpan. Vissa metaller är kemiskt mycket stabila och kan finnas som rena metaller. Guld är ett sådant exempel. Människor upptäckte och använde guld för mer än 7 000 år sedan.

De flesta metaller är mer reaktiva än guld, och finns i jordskorpan som föreningar som kallas malmer. Malmen måste brytas och bearbetas för att man ska kunna utvinna metallen. Om metallen är mycket reaktiv krävs det mycket energi att utvinna den ur malmen. Metaller kan också återvinnas från föremål gjorda av metaller. Det kräver vanligtvis mindre energi än att utvinna från malmer.

Metaller tillverkas inte. De finns på jorden, även om det kan vara svårt att utvinna dem. Metaller har varit mycket viktiga i mänsklighetens historia från brons- och järnåldern till dagens användning av metaller i allt från fordon till datorer.

Periodiska systemet

Kemi årskurs 7–9.

Hur är periodiska systemet uppbyggt?

A. Det periodiska systemet är en alfabetisk lista över alla grundämnen.

B. Jag tror att mönstret visar hur grundämnena är ordnade efter sina egenskaper.

C. Jag tror att mönstret berättar i vilken ordning de upptäcktes.

D. Mönstret visar hur reaktiva grundämnen är.

Vad tror DU?

Ladda ner och skriv ut bilden i större format:

Concept cartoon:  Pdf, 475 kB, öppnas i nytt fönster. (Pdf, 475 kB)Hur är periodiska systemet uppbyggt Pdf, 475 kB, öppnas i nytt fönster. (Pdf, 475 kB)

Idéer för arbete med eleverna

Eleverna kan studera det periodiska systemet. De kan ange siffrorna i hörnet av grupperna och leta efter mönster i numreringen och diskutera dessa.

Eleverna kan ta reda på det periodiska systemets historia. Vem var den första som konstruerade systemet, och vem tog fram det som vi använder idag? Vad är skillnaden mellan atomnummer och atommassa?

Slutligen kan eleverna välja fem ämnen från olika delar av det periodiska systemet och försöka förklara vad atomnummer och atommassa säger om ämnenas egenskaper.

Naturvetenskapligt innehåll

Den ryske forskaren Dmitri Mendelejv var den första forskaren som 1869 upprättade det periodiska system som används än idag. Han organiserade de ämnen som var kända i en ordning som byggde på atomens massa. De ämnen som hade vissa gemensamma egenskaper ordnade han i kolumner, så kallade grupper. Han förutspådde också att alla grundämnen ännu inte hade hittats. För dessa lämnade han luckor och förutspådde vilka egenskaper ämnena skulle ha. Det har visat sig att hans förutsägelser var korrekta och luckorna är numera ifyllda.

Andra forskare har använt det periodiska systemet för att utveckla modeller för att förklara strukturen för varje ämne. De har identifierat funktionen av neutroner, protoner och elektroner i varje ämne för att förklara dess egenskaper. Idag är ämnena inordnade i följd efter atomnummer, inte atommassa.

Guld

Kemi årskurs 7–9.

Hur lätt reagerar guld?

A. Zink reagerar med syra, men det gör inte guld, så guld måste vara oförstörbart.

B. Guld är inte oförstörbart, men det reagerar inte så lätt med andra ämnen.

C. Guld reagerar inte eftersom det finns långt till höger i den i elektrokemiska spänningsserien.

D. Guld reagerar inte eftersom det ligger långt till vänster i den elektrokemiska spänningsserien.

Vad tror DU?

Ladda ner och skriv ut bilden i större format:

Concept cartoon: Hur lätt reagerar guld Pdf, 461 kB, öppnas i nytt fönster. (Pdf, 461 kB)

Idéer för arbete med eleverna

Eleverna kan göra listor över saker som är gjorda av guld. De kan ta reda på de äldsta guldföremålen som människor har tillverkat. Hur gamla är de? Vad för slags föremål är det?

Eleverna kan utifrån den elektriska spänningsserien resonera om ädelhet och hur lätt ämnen reagerar. De kan jämföra guld med järn och vilka föremål som tillverkas av vilket material nu och i förr i tiden.

Naturvetenskapligt innehåll

Guld är en av de få metaller som finns som ren metall i jordskorpan. De flesta metaller finns i kemiska föreningar som kallas malmer, till exempel järnoxid eller blysulfid. Dessa malmer måste bearbetas för att utvinna metallen.

I den elektrokemiska spänningsserien finns metaller i en ordning som baseras på hur reaktiva de är, med de mest reaktiva till vänster. De mest reaktiva metallerna reagerar snabbt och ibland våldsamt med vatten, eller oxideras snabbt i luften. Därefter kommer de metaller som inte reagerar med vatten men reagerar med syror. Till höger finns metaller som endast reagerar med mycket starka syror.

Guld är mycket stabilt och ligger längst till höger i den elektrokemiska spänningsserien tillsammans med platina. Det reagerar med en blandning av koncentrerad saltsyra och salpetersyra och med grundämnen från halogengruppen.

Atomernas bindningar

Kemi årskurs 7–9.

Hur hålls atomerna samman?

A. Atomerna i en molekyl hålls samman av bindningar.

B. Jag tror att atomerna hålls ihop av krafter inne i molekylen.

C. Jag tror att atomerna hålls ihop av krafter mellan molekylerna.

D. När atomerna är nära varandra förvandlas bindningarna till molekylära krafter.

Vad tror DU?

Ladda ner och skriv ut bilden i större format:

Concept cartoon: Hur hålls atomerna samman Pdf, 502 kB, öppnas i nytt fönster. (Pdf, 502 kB)

Idéer för arbete med eleverna

Eleverna kan göra modeller av olika molekyler med de byggsatser som finns på skolan, De kan diskutera vad som håller samman atomerna i byggsatserna och hur det förhåller sig i riktiga molekyler. De kan diskutera bindningar inom och mellan molekyler.

Naturvetenskapligt innehåll

Atomerna i en molekyl hålls samman av kemiska bindningar. Dessa är av olika slag och olika styrka. Exempel på starka bindningar är kovalenta bindningar och jonbindningar. Atomerna i metaller hålls samman av metallbindningar.

Det finns också bindningar mellan molekyler. Det är vätebindningar, som till exempel de som finns mellan vattenmolekyler, och van der Wahlskrafter som är svaga bindningar.

Smarta material

Kemi årskurs 7–9.

Vad är smarta material?

A. Min mugg ändrar färg när den blir varm - den är gjord av ett smart material.

B. Smarta material är tillverkade av nanopartiklar.

C. Nanopartiklar är inte desamma som smarta material.

D. Smarta material innehåller inte alltid nanopartiklar.

E. Smarta material är bara ett smart namn som företag använder för sina produkter.

Vad tror DU?

Ladda ner och skriv ut bilden i större format:

Concept cartoon: Vad är smarta material Pdf, 408 kB, öppnas i nytt fönster. (Pdf, 408 kB)

Idéer för arbete med eleverna

Eleverna kan göra modeller av olika molekyler med de byggsatser sim finns på skolan, De kan diskutera vad som håller samman atomerna i byggsatserna och hur det är i riktiga molekyler. De kan diskutera bindningar inom och mellan molekyler.

Naturvetenskapligt innehåll

Atomerna i en molekyl hålls samman av kemiska bindningar. Dessa är av olika slag och olika styrka. Exempel på starka bindningar är kovalenta bindningar och jonbindningar. Atomerna i metaller hålls samman av metallbindningar.

Det finns också bindningar mellan molekyler. Det är vätebindningar, som till exempel finns mellan vattenmolekyler, och van de Wahlskrafter som är svaga bindningar

Varm sked

Fysik årskurs 7–9.

Varför blir en kall sked varm?

A. Skeden blir varm eftersom de heta partiklarna rör sig längs skeden.

B. Gravitationen hindrar värmen att stiga uppåt om du håller skeden lodrätt.

C. Partiklarna i skeden överför energin från den heta änden till den kalla änden.

D. Värmeenergin stiger så håll inte skeden lodrätt.

Vad tror DU?

Ladda ner och skriv ut bilden i större format:

Concept cartoon: Varför blir en kall sked varm Pdf, 605 kB, öppnas i nytt fönster. (Pdf, 605 kB)

Idéer för arbete med eleverna

Eleverna kan planera och genomföra en undersökning där de jämför hur snabbt olika material blir varma. Låt eleverna föreslå hur de kan undersöka detta på ett säkert sätt. De kan till exempel lägga skedar av olika material i varmt vatten och jämföra hur varma de är när de tar upp dem.

Eleverna behöver fundera på vilka variabler om ska hållas konstant så att det blir ett kontrollerat försök, ett så kallat fair test. Utifrån resultatet kan eleverna resonera om tillämpningar, till exempel viket material som är bra för grilltänger.

Naturvetenskapligt innehåll

Både plast, trä och metall är fasta material där atomerna ligger intill varandra och rör sig genom att vibrera på plats. När materialet värms upp vibrerar atomerna mer och mer och blir det tillräckligt varmt övergår ämnet till vätska. Då har atomerna slitits loss från varandra och rör sig friare i olika riktningar. Vid ytterligare uppvärmning kan vätskan övergå till gas.

I metaller rör sig elektronerna mellan atomerna i ett gemensamt elektronmoln. Det är det som gör att de leder både värme och ström. Detta påverkas inte av gravitation.

Kol

Fysik årskurs 7–9.

Leder kol ström?

A. Det är bara metaller som leder ström, så mitt kolfiberspö är säkert att använda.

B. Kol leder ström, så kol måste vara en metall och är alltså inte säker.

C. Vatten kan leda ström, så det är farligt om fiskespöet blir blött.

D. Luft leder aldrig ström, så vi är säkra om vi inte rör kabeln.

Vad tror DU?

Ladda ner och skriv ut bilden i större format:

Concept cartoon: Leder kol ström Pdf, 607 kB, öppnas i nytt fönster. (Pdf, 607 kB)

Idéer för arbete med eleverna

Eleverna kan planera och genomföra en undersökning för att ta reda på vilka material som leder ström. Det kan välja metaller, kol, vatten och luft. Utifrån resultatet kan de beskriva och förklara säkerhetsfrågor angående el.

Naturvetenskapligt innehåll

Elektrisk ström uppstår när elektroner ”hoppar” från en atom till en annan. I metaller sker detta lätt eftersom de yttre elektronerna rör sig mellan atomerna, så kallade fria elektroner. De rör sig hastigt fram och tillbaka i metallbiten. Kol har också fria elektroner men inte i samma grad som metaller, vilket gör att kol kan leda ström men inte lika bra som metaller.

Rent vatten har inte fria elektroner och leder alltså inte ström. Om det finns salter lösta i vattnet finns de som joner och då blir vattnet strömförande. Vid åska går ström genom luften när det blixtrar. Om man befinner sig nära högspänningsledningar med ett paraply med metallspets eller ett fiskespö av kol, kan en gnistor hoppa från kabeln och man kan få en stöt.