Solgangsvind
Innledning
I dette forsøket skal vi undersøke hvordan temperatur påvirker vinden, hvordan vinden forflytter seg når temperaturendringer forekommer. Hva skjer når temperaturen stiger og hva skjer når temperaturen synker. Ved hjelp av dette forsøket kan vi se hvordan røyken forflytter seg ved forandringene. Dette forsøket kan vi også knytte opp til læreplanen. I følge LK06, kan vi ta utgangspunkt i dette målet:
4. årstinn
Fenomener og stoffer
● Gjøre forsøk med luft og lyd og beskrive observasjonene
(Udir, u.å)
Aktiviteten er hentet fra en av undervisningstimene vi hadde med Rikke Lünell, kilden til dette forsøket er ukjent.
Teori
Faglige begreper som er relevante å kunne til dette forsøket er blant annet:
Høytrykk: Ifølge Rikke Lünell1 kan det beskrives slik: Når luft synker varmes den opp. Den kan da inneholde mer vanndamp. Skyer som består av dråper og kanskje ispartikler løses opp, og himmelen blir klar
Lavtrykk: Ifølge Rikke Lünell[1] kan det beskrives slik: Når luft stiger, synker temp, dermed kan ikke luften holde så godt på vanndampen. Vanndampen kondenserer og vi får skyer og kanskje regn.
Pålandsvind: Kald luft fra havet kommer inn over land.
Fralandsvind: Varm luft fra land kommer inn over havet.
Lukket sirkulasjonssystem: Start og sluttpunktet er det samme, og det hele vil skje om og om igjen i samme rekkefølge som sist.
 |
Figur 1. Rikke Lünell: Været, Forelesning ved UIN, Avd. profesjonshøgskolen 28.02.12 |
I følge Pål J. Kirkeby Hansen, kan man beskrive solgangsvind på denne måte: Ved kysten vil soloppvarming av land og lufta over, føre til at lufta blir lettere og stiger. Det blir et lokalt lavtrykk som fylles med kjøligere luft fra havet. Havvannet blir aldri så varmt som fjell og jord i løpet av en solskinnsdag. Lufta over havet er derfor kjøligere enn over land. Over havet blir det lokalt høytrykk. Det etableres et lukket sirkulasjonssystem der lufta fra havet føres inn over lang, stiger opp og strømmer tilbake ut over havet i et høyere luftlag før den synker ned til havnivå.
(Hansen: 1999:39).
I følge Pål J. Kirkeby Hansen kan denne sirkulasjonen gå motsatt vei på natten. Da vil fjell og jord avkjøles hurtigere enn havet. Den tilhørende fralandsvinden er mye svakere.
(Hansen: 1999:39).
Navnet solgangsvind kommer av den tendensen vinden har i å dreie mot høyre etter hvert som den blir sterkere utover dagen.(…)Vinden følger solas gang. (Hansen: 1999:40)
Målet er at elevene skal forstå at vind er noe, og at vinden blir påvirket av temperaturen. Elevene får også en innsikt i hva som er med og påvirker været vårt, og at man kan “lese” hvordan været kommer til å bli, hvis man har noen kunnskaper om det. Med andre ord vil elevene kunne forstå at det vil være kaldere å bosette seg på kysten om sommeren, da luftstrømmen tar med seg den kalde temperaturen fra havet inn over land om dagen.
Materiell og metode
Utstyr du trenger til forsøker er:
2 Røkelsespinne
Play-doh
Fyrstikker
3 Aluminiumsformer
10-15 Isbiter
Sand eller småstein
Ovn/varmeskap
Gjennomsiktig plastbalje
Utstyret man trenger til dette forsøket er ganske enkelt å få tak i. Mye kan du finne i vanlige dagligvarebutikker, mens andre ting kan du finne på lekebutikker eller ute. Det eneste som kan være krevende ved dette forsøket er at man må ha en ovn tilgjengelig slik at man kan varme opp steinene til 60 grader på forhånd. Isbiter kan man lage hjemme hvis man har fryser, eller man kan kjøpe en pose med ferdige isbiter på en butikk. De aller fleste har en komfyr og en fryser hjemme, så det er neppe noen problem. Derimot kan det være en større utfordring å gjøre dette på skolen, så om man har mulighet til det, kan man varme opp steinene hjemme på forhånd, før man tar de med seg på skolen og fortsetter oppvarmingen der.
Dette forsøket er ikke nødvendigvis så veldig kostbart, men enkelte ting er kanskje mindre vanlig at man har hjemme og muligens må handle inn. Deriblant røkelsespinner, play-doh og aluminiumsformer. Dette er ikke så veldig kostbart, men om man må handle inn alt dette, kan det koste litt.
Fremgangsmåte
Først må du finne fram alt utstyret du trenger til førsøket. Så må du fylle den ene aluminiumsformen med sand eller småstein og sette den i ovnen. Den skal varmes opp til ca. 60 °C. Dette må gjøres en stund i forveien slik at sanden/småsteinen får tid til å bli varm nok. Når sanden/steinen er blitt nok varm tar du formen ut av ovnen. Når må du starte forsøket med en gang slik at ikke sanden/steinen blir stående for lenge slik at temperaturen synker.
Knekk røkelsespinnene i tre like lange lengder og fest enden med Play-doh slik at røkelsespinnene kan stå støtt på bordet.
 |
Figur 2. Fotograf: Helena Bergstrøm |
Fyll den andre aluminiumsformen med isbiter. Sett de to formene med langsiden helt inntil hverandre og sett de tre lengdene med røkelse mellom de to formene.
Tenn på røkelsen. Nå må du sitte helt i ro slik at du ikke puster eller lager bevegelser som kan påvirke retningen til røyken. Hvis det er vanskelig å se røykens retning kan du sette en gjennomsiktig plastbalje over, slik at bevegelsene rundt ikke kan forstyrre.
 |
Figur 3. Fotograf: Helena Bergstrøm |
Etterpå erstatter du aluminiumsformen med sand/stein med varmt vann. Gjenta forsøket og se hva som skjer.
Dette forsøket kan man godt gjennomføre med elever. Det er i utgangspunktet en lett aktivitet som ikke krever så mye forberedelse. Du som lærer bør først gjøre klart noen aluminiumsformer med sand/stein slik at de er varme til forsøket skal begynne. Siden bør du gjøre klar isposer slik at elevene har tilgang til ferdige isbiter til forsøket. Sett fram det utstyret elevene trenger slik at det er klart til timen begynner.
I forkant er det lurt å gjennomgå litt teori, slik at elevene får litt forkunnskaper om temaet.
Du bør dele inn klassen i grupper på 3 og 3 eller i så små grupper du klarer slik at alle elevene får delta i forsøket. Det er viktig at alle elevene vet hva forsøket går ut på og hva de skal gjøre. Dermed kan det være lurt å gjennomgå forsøket sammen med eleven før de begynner.
Elevene kan også formulere en hypotese slik at de må tenke litt teori i forhold til for eksempel partikkelmodellen. Dette forsøket egner seg også til å skrive rapport til.
I et klasserom med mange elever kan det sikkert bli en utfordring å se røykens retning, så da er det kanskje lurt å ha gjennomsiktige plastbaljer tilgjengelig.
I etterkant er det viktig at man tar en oppsummering. Hva fant elevene ut og hva ble resultatet? Her er det også viktig å knytte teorien til forsøket slik at de ser sammenheng mellom teori og praksis. I oppsummeringen er det også viktig å snakke om de tingene som ikke ble som planlagt. Var det noen grupper som ikke fikk det til, og hva kunne være årsaken til det.
Dette forsøket kan gjennomføres i vanlig klasserom, fordi forsøket ikke krever noe spesielt sikkerhetsutstyr. Det er ingen farlige stoffer involvert, men man bør være litt forsiktig med formene med varm sand/stein. De er ca. 60 °C og det bør man gjøre elevene oppmerksom på. I tillegg bør man gjøre elevene oppmerksom på at de må være forsiktig med fyrstikkene, og at de ikke skal lekses med. I umiddelbar nærhet har elevene tilgang til isbiter som de kan legge på brannsåret hvis det skulle skje uhell, men da bør man også passe på at elevene ikke pådrar seg frostskader.
Resultater
Først hadde vi en boks med varme steiner, og en boks med isbiter. Det vi observerte da var at røyken fra røkelsen gikk opp over isbitene. Den sank deretter ned mot benken, og over til begeret med de varme steinene, og deretter steg den opp igjen, og dro over isbitene igjen. Det gikk til slutt i et slags kretsløp.
 |
Figur 4. Fotograf: Helena Bergstrøm |
Deretter byttet vi ut de varme steinene med vann. Det vi observerte da var at røyken fortsatte over isbitene og sank ned langs bordet. Når den kom til begeret med vann steg den opp igjen og dro over isbitene før den fortsatte i en sirkel.
Da vi gjorde dette forsøket vistes ikke røyken og kretsløpet så veldig godt, men i følge læreren vår, så den forrige gruppen det mye bedre dagen før.
 |
Figur 5. Fotograf: Helena Bergstrøm |
Naturvitenskapelig drøfting
Vår hypotese før vi begynte forsøket, uten noe bakgrunn i teori var at røyken kom til å gå over isen. Det var også akkurat det som skjedde. Det vi ikke forventet var at det kom til å gå i et slags kretsløp. Det vi også la merke til var at røyken vistes ganske dårlig, det var vanskelig å se det kretsløpet som egentlig skulle ha vistes ganske godt. Det som kan ha påvirket dette forsøket kan være trekk eller bevegelser i rommet, slik at røyken gikk andre veier, eller at steinene rett og slett ikke var varme nok. Det hadde kanskje vistes bedre om de hadde stått på litt høyere varme.
Naturfagdidaktisk drøfting
I forsøket får man se hvordan røyk/vind oppfører seg når de blir oppvarmet eller kjølt ned. Til dette forsøket kan man knytte partikkelmodellen, fordi at en kan se hvordan gass oppfører seg og dens egenskaper, ved ulike temperaturer.
Hvilke forkunnskaper og hverdagsforestillinger elevene har fra før, er også avgjørende for hva de sitter igjen med etter forsøket. Mange ganger kan elevenes hverdagsforestillinger være helt annerledes enn de vitenskapelige. Av og til kan det være nok at elevene utdyper og endrer litt på de tidligere forestillingene, men av og til er forestillingene til elevene vanskelige å bygge videre på, og en må “rive” dem ned å bygge dem opp igjen. Men det er bare eleven selv som kan gjøre det, og ikke læreren. (Sjøberg: 2001:114) Da er det viktig at lærerne fungerer som stillas ved å stille gode nøkkelspørsmål som kan bidra til at elevene klarer å resonnere seg fram til svaret selv, og som kan være med på å gi dem en dypere forståelse, istedenfor at læreren skal forklare alt på sin måte, mens elevene lytter. En hverdagsforestilling elevene kan sitte med i denne sammenhengen, er at luft er ingenting. Ved dette forsøket får elevene se at luften beveger seg og bli påvirket av forholdene rundt seg.
Ved at elevene får utføre praktiske forsøk i arbeidet om været, får de brukt flere ulike læringsstiler, både den taktile, auditive og visuelle læringsstilen. Siden elevene har ulike sterke sider og ulike måter de lærer best på er det viktig å prøve å nå alle elevene, ved å bruke varierte arbeidsmetoder. (Bunting og Lund: 2006:54)
Konklusjon
Forsøket gikk som forventet, den varme røyken steg opp over de kalde isbitene, og ble avkjølt slik at røyken sank ned mot bordet og drev mot de varme steinene og ble varmet opp slik at røyken steg igjen.
I dette forsøket får man se helt tydelig hvordan temperaturen påvirker vinden og luftstrømmen. Dette gjør at dette forsøket er veldig relevant å bruke i skolen sammen med elever, da dette viser ganske tydelig hvordan luftstrømmer skapes og hvordan temperaturen og lufttrykk påvirker luftstrømmer.
Hvis vi skulle ha gjort dette forsøket om igjen med en klasse, ville vi nok ha dobbeltsjekket at steinene var varme nok før vi begynner med gjennomføringen. Dette fordi det er meget relevant for at forsøket skal bli vellykket. Hvis steinene ikke er varme nok, vil ikke luftstrømmen bli varmet nok opp til at luftstrømmen skal bli varm og fordampe, noe som fører til at luftstrømmen stiger.
Kildeliste
Bunting, Mette, Lund, Torill Scharning 2006: MILL- Mange intelligenser – læringsstiler – læringsstrategier Pedlex norsk skoleinformasjon Oslo
Hansen, Pål J. Kirkeby. (1999) Værbok for lærere i grunnskolen: La oss snakke om været! Nr.17.
Sjøberg, Svein (2001) Naturfag- og miljøfag. I: S. Sjøberg (red.) Fagdebatikk- fagdidaktisk innføring i sentrale skolefag. Gyldendal Akademisk, Oslo.
Udir (udatert) - Kompetansemål fra læreplan i naturfag - hentet den 05.03.2012 fra
