Issuu

NATURFAG 9 fra CAPPELEN DAMM Grunnbok

Erik Steineger Andreas Wahl BokmÃ¥l

Til eleven

Velkommen til 9. trinn, og gratulerer med ny naturfagbok! Naturfag handler om hvordan verden er bygd opp, om alt som lever her og virker sammen. Det er et viktig fag for å forstå hvorfor og hvordan vi skal ta vare på naturen, artene og oss selv. Boka har fire kapitler. I begynnelsen av hvert kapittel ser du noen faner øverst på siden. De viser deg hovedtemaene i boka: energi, vær og klima og mennesket. Den fanen som er markert, viser hvilket hovedtema vi skriver mest om i akkurat det kapittelet. Vi skriver også litt om hva kapittelet handler om, og om hva det er meningen du skal lære når du jobber med det. Noen ord i teksten er blå. I margen finner du en forklaring til akkurat dette ordet. I kapitlene er det også blå rammer med oppgaver. Bakerst i hvert kapittel er det noen sider med farge ytterst, som gjør dem enkle å finne. Her finner du: ordforklaringer, en liste med ord som det er ekstra viktig å kunne. oppgaver til kapittelet. Noen finner du svar på i teksten, andre må du bruke det du har lært, til å jobbe videre med. Noen skal du løse alene, andre må du samarbeide med noen om å løse. De fleste kan du løse hjemme, i klasserommet eller på naturfagrommet. Andre må du ut i naturen for å finne svar på. forsøk og aktiviteter. Her får du eksempler på hvordan du kan teste ut noe av det du har lært i kapittelet. Vi håper du vil bruke boka aktivt, undre deg og stille spørsmål til læreren. Hilsen Erik og Andreas, som har skrevet boka

Innhold

Mange typer celler ............................

1 Energi ..........................................

Hva er energi? ..................................

Ordforklaringer ...............................96

Energikilder .....................................

Oppgaver .......................................98

Energibærere og energikvalitet ............

Forsøk og aktiviteter ....................... 104

Utfordringer ved energiproduksjon ........

Energi i mat .....................................

Ordforklaringer ...............................26

4 Sex – og det som kommer etterpå ........................................

115

Oppgaver .......................................28

Glede, ansvar og følelser ..................... 116

Forsøk og aktiviteter .........................34

Puberteten – fra barn til voksen ........... 132 Kjønnssykdommer ............................. 135

2 Klimaet endrer seg .....................

Prevensjon – mange muligheter ............ 140

Atmosfæren – lufthavet rundt oss ........

Befruktning, graviditet og fødsel........... 149

Hvorfor endrer klimaet seg? ................

Avslutning av svangerskapet – abort ..... 154 Ordforklaringer ............................. 156

Hva kan vi gjøre for å bremse klimaendringene? ..............................

Hva nå?...........................................

Ordforklaringer ...............................64 Oppgaver .......................................66 Forsøk og aktiviteter .........................73

3 Cellene – levende fabrikker .......

Se inn i cellen ...................................

Alt levende er bygd opp av celler ...........

Cellefabrikken ..................................

Oppgaver ..................................... 158

Stikkord ..........................................

166

Illustrasjoner .................................

170

Energi

Vær og klima

Energi Alt som skjer rundt deg, skyldes energi. Absolutt alt. Å gå til skolen krever energi. Den energien får du fra mat du spiser. Energien fra maten gjør dessuten at du kan holde deg varm, forelske deg eller bli sint. Energi får bussen til å bevege seg og lampa til å lyse. Energi får atombomber til å eksplodere og en blåveis til å blomstre. Men har du sett energi? Tatt på den? Hva er egentlig energi?

I dette kapittelet lærer du • hva energi er, og hva som kjennetegner ulike energiformer • hva som er forskjellen på energikilder og energibærere • hva vi mener med energikvalitet • hvorfor energi ikke kan oppstå eller forsvinne, bare gå over fra én form til en annen • ulike måter å omdanne, transportere og lagre energi på

Mennesket

Hva er energi? Energi er det som får ting til å skje.

Energi er overalt rundt deg. Frokosten du spiste i dag, ga deg kjemisk

energi, slik at du kan bevege deg og holde deg varm. Når du triller av sted på sykkelen, har du bevegelsesenergi, og på toppen av ribbeveggen i gymsalen har du stillingsenergi. Telefonen din ble fylt med elektrokjemisk energi sist du ladet den. Energi er abstrakt. Det betyr at du ikke kan se den eller ta på den. Du kan ikke se energien i et batteri eller i en banan. Dette gjør det litt vanskeligere å snakke om. Men husk at energi er et ord vi mennesker har funnet på, fordi det gjør det lettere å forstå verden rundt oss. Selv om vi ikke kan se energi, kan den måles. Vi bruker tre ulike målenheter for energi: kalorier (cal), joule (J) og kilowattimer (kWh). Kalorier og joule kan du lese på matemballasje, men der er målenheten tusen ganger så stor. Siden tusen heter kilo på gresk, står det derfor kilokalorier (kcal) og kilojoule (kJ) – akkurat som i kilometer (km) og kilogram (kg). Kilowattimer (kWh) kan du lese av i sikringsskapet hjemme, og det forteller deg hvor mye elektrisk energi dere bruker.

Energi målt i kilojoule (kJ) og kilokalorier (kcal) oppgis på matvarenes innpakning.

NATURFAG 9 FRA CAPPELEN DAMM

I hverdagen bruker vi ordet energi også på andre måter enn i naturfaget. Noen vil si at de «har ekstra mye energi i dag», uten at de har spist mer energirik mat enn de pleier. Og en healer kan snakke om å ta eller føle på energien din, uten at det kan måles på noen måte. Når vi snakker om energi i naturfaget, er det noe virkelig, noe som kan måles.

En tennisball får fart av bevegelsesenergien til rekkerten.

Vi bruker også ord som vannkraft og vindkraft til daglig, men kraft er ikke det samme som energi. Krefter trekker eller dytter på ting. I denne boka bruker vi ordene vannenergi, vindenergi og så videre.

To hovedtyper energi Vi kan dele all energi inn i to hovedtyper: bevegelsesenergi og stillingsenergi. Alt som beveger seg, har bevegelsesenergi, fordi det kan få ting til å skje. En tennisrekkert i fart kan slå en ball langt av gårde, vind kan få vindturbiner til å dreie rundt, og en bil kan gjøre stor skade hvis den treﬀer noe i stor fart.

Bevegelsesenergi er den energien en gjenstand har på grunn av hastigheten sin. En gjenstand i ro har ingen bevegelsesenergi.

1 ENERGI

En spent strikk har stillingsenergi. Den er ikke i bevegelse, men kan få ting til å skje når den slippes.

Tunge ting har større bevegelsesenergi enn lette ting med samme fart. Derfor gjør det mer vondt å bli truﬀet av en stein enn av en bordtennisball, selv om de har samme fart. Kinetisk energi = bevegelsesenergi

I naturfaget brukes både ordene bevegelsesenergi og kinetisk energi. Det betyr det samme.

Stillingsenergi er energi som er lagret og kan løses ut.

Det er ikke bare ting i bevegelse som kan få ting til å skje. Ting som er helt i ro, kan også få ting til å skje. Da heter det stillingsenergi. En spent strikk kan skytes langt av gårde, og snø på taket kan falle ned og treﬀe deg i hodet. Stillingsenergi er en slags lagret energi som kan utløses. Den elektrokjemiske energien i et batteri er derfor også en form for stillingsenergi.

Potensiell energi = stillingsenergi

I naturfaget kaller vi ofte stillingsenergi for potensiell energi. Vi kan si at den spente strikken, snøen på taket og batteriet har et potensial til å få ting til å skje.

NATURFAG 9 FRA CAPPELEN DAMM

Del inn disse energiformene i bevegelsesenergi ellerÂ stillingsenergi. Noen av dem er begge deler.

1 ENERGI

Energiloven Skal du forstå energi, kommer du ikke utenom energiloven. Hvis du bare skal huske én ting fra dette kapittelet, så er det energiloven. Derfor kan du like godt lære deg den først som sist:

Energi kan ikke oppstå eller forsvinne, den kan bare gå over i andre former.

La oss ta et enkelt, men halsbrekkende eksempel: Du skal hoppe i strikk. Sammen med gode venner står du på en bro og titter ned på den lille robåten som ﬂyter langt der nede. Fordi du er så høyt oppe, har du mye stillingsenergi. Du kjenner at det kribler i magen, og hører at vennene dine fniser mer enn vanlig. Så lukker du øynene og lener deg framover, mens hjertet dunker på høygir. Du kjenner at føttene mister kontakten med underlaget. Du er i fritt fall. Energibevaring er når den totale mengden energi er konstant. Energioverføring er når energien går fra én form til en annen.

Etter hvert som du faller, blir høyden over bakken og stillingsenergien mindre, men farten og bevegelsesenergien blir større. Energien er den samme, den går over fra å være stillingsenergi til å bli bevegelsesenergi. Vi kaller det energibevaring. Det at energien overføres fra én form til en annen, kalles energioverføring. For enkelhets skyld, og for at du skal huske energiloven, lar vi eksempelet fortsette med at du hører vennene dine hyle av redsel og instruktøren rope «Ikke ennå! Jeg har ikke festet …». Rett før du treﬀer bakken, har all stillingsenergien din blitt til bevegelsesenergi. Høyden over bakken er null, men farten er på sitt høyeste. Rett etterpå er både stillingsenergien og bevegelsesenergien null. Men energiloven sier at energi ikke kan forsvinne – energien må ha gått over i andre former. Hvilke energiformer kan det være, tror du?

NATURFAG 9 FRA CAPPELEN DAMM

I et strikkhopp går stillingsenergien du hadde på toppen, gradvis over til å bli bevegelsesenergi i fallet.

Energikilder Energikilde: tilgjengelig energi på jorda, som vi mennesker kan benytte oss av.

Vi mennesker bruker mange forskjellige typer energi. Lys fra sola, varme fra veden, olje som gir drivstoﬀ til motoren, vind som blåser, og vann som faller – dette er bare noen få eksempler på energikilder. All den energien som ﬁnnes i naturen, og som vi kan utnytte direkte, er energikilder. Vi deler dem inn i to grupper: ikke-fornybare og fornybare energikilder.

Norge har store mengder olje under havbunnen. Men den kan brukes opp og er derfor et eksempel på en ikkefornybar energikilde.

12 12

NATURFAG NA NAT N AT A TU UR URF RFAG RF FAG AG 9 FRA FR F RA CAPPELEN RA CAPP CA PPE P PE PEL LEN LE EN E N DAMM DAMM DA MM

Ikke-fornybare energikilder Blant de ikke-fornybare energikildene ﬁnner vi olje, gass og kull. Det er energikilder som stammer fra døde planter og dyr som har ligget nedi bakken under stort press i millioner av år. Vi kaller dem derfor fossile energikilder. Fordi det tar så lang tid å produsere dem på nytt, regnes de som ikkefornybare. Alle fossile energikilder danner klimagassen CO2 når de brennes. Klimagasser påvirker jordas klima, som du kan lese om i neste kapittel.

Ikke-fornybare energikilder kan brukes opp.

Det radioaktive grunnstoﬀet uran er en naturlig energikilde som brukes i kjerneenergiverk. Selv om uran ikke er en fossil energikilde, og ikke slipper ut klimagasser når vi bruker den, regnes den som en ikkefornybar energikilde.

1 E EN ENERGI NERGI RG R GII G

13 1 3

Fornybare energikilder Fornybare energikilder blir ikke brukt opp.

Fornybare energikilder tar aldri slutt. De blir i alle fall ikke brukt opp i

den tiden vi mennesker lever på jorda. Blant de fornybare energikildene er lys og varme fra sola, vann som renner, vind som blåser, bølger, og fyring med ved. Fornybar energi regnes som mer bærekraftig og miljøvennlig enn ikkefornybar. De bidrar i mindre grad til klimaendringer, og energikildene blir ikke brukt opp. For eksempel bruker du ikke opp sola hvis du setter opp et solcellepanel. Og vinden stopper ikke opp selv om vi henter ut elektrisk strøm fra vindmøller. Solenergi Solenergi er strålingen fra sola. Den solenergien som treﬀer jorda, er nok til å dekke hele verdens energibehov mange ganger. Utfordringen ligger i å klare å hente ut energien og gjøre den brukbar for mennesker, i form av bioenergi, elektrisitet og varme.

Sola, vinden, vannet og varmen i bakken brukes ikke opp. Tegningen viser et utvalg fornybare energikilder.

NATURFAG 9 FRA CAPPELEN DAMM

Vannenergi Vannenergi er vann som faller. Vann som regner ned på fjellene, samles i bekker og elver. Der vi mennesker kan styre vannet og samle det opp, kan vi produsere billig elektrisk energi. I Norge får vi 99 prosent av den elektriske energien fra vannenergi. I verden utgjør vannenergi 16,6 prosent av den elektriske energien. Vindenergi Vindenergi er luft i bevegelse. Trykkforskjeller i atmosfæren får lufta til å flytte på seg, og det kan vi mennesker dra nytte av. Tidligere ble vindenergi brukt til å male korn til mel, seile båter og drive pumper. I dag lager vi elektrisitet av vindenergien, ved hjelp av vindmøller. Bioenergi Bioenergi kommer fra fotosyntesen i trær og planter. Gjennom fotosyntesen blir solenergi gjort om til kjemisk energi. Vi kan overføre denne energien til varme og lys, for eksempel ved å fyre i peisen. Veden inneholder altså bioenergi, og i mange utviklingsland er kvister og greiner fremdeles den viktigste energikilden. Andre former for bioenergi er briketter, torv, pelleter, biodiesel og biogass fra søppelfyllinger og husdyr. Nyere teknologi har gjort det mulig å produsere både elektrisk strøm og drivstoff til biler og busser fra bioenergi. Bølgeenergi og tidevannsenergi Bølgeenergi og tidevannsenergi er vann i bevegelse. Bevegelsene kan gjøres om til elektrisk energi ved hjelp av generatorer og andre tekniske innretninger. Foreløpig står det for veldig lite av verdens totale energiproduksjon, men ny teknologi kan gjøre det rimeligere og mer utbredt. Geotermisk energi Geotermisk energi er varmeenergi som hentes fra inni jorda. Et eksempel finner vi på Island, der store deler av byen Reykjavík varmes opp av varme kilder i jordskorpa. Men også i Norge blir det vanligere med geotermiske anlegg som varmer opp hus og gartnerier.

1 ENERGI

Prøv å ﬁnne ut hvor mye av energien du lader mobiltelefonen din med hjemme, som kommer fra fornybare energikilder.

Undersøk om norske vannenergiverk produserer nok energi til å kunne dekke hele Norges behov.

Uran er det vanligste radioaktive stoﬀet å bruke i kjerneenergiverk, men i Norge har vi store forekomster av et annet radioaktivt stoﬀ. Hva heter det, og hvorfor er det ikke tatt i bruk som radioaktivt brensel ennå?

Energi fra sola Kjerneenergi er energi som frigjøres når atomkjerner splittes opp eller smelter sammen. Kalles også atomkraft eller kjernekraft.

Sola er vår nærmeste stjerne, og uten den hadde det ikke vært liv på jorda. Det skyldes de enorme mengdene energi som sola sender ut i form av lys- og varmestråling. Energien kommer fra hydrogenkjerner som har kollidert langt inne i sola og blitt omdannet til heliumatomer. Dette heter kjerneenergi, og er av samme type som den atombomber og kjerneenergiverk produserer. Inne i sola blir det nesten 15 millioner grader! Varmen brer seg ut til solas overflate, som sender energien videre ut i verdensrommet. Sola stråler i alle retninger. Bare en veldig liten del av strålingen treffer planeten vår, og en del reflekteres av atmosfæren, rett ut i universet igjen. Selv om bare en veldig liten del av energien fra sola kommer fram, får jorda hver time nok energi til å kunne dekke hele jordas energibehov i et helt år. Noe av energien fra sola blir tatt opp av plantene gjennom fotosyntesen. De kan omdanne lysenergi til druesukker og andre former for kjemisk energi. Denne energien kan vi bruke som mat og annen bioenergi. Varmen fra sola får vann på jorda til å fordampe, slik at vanndamp stiger til værs. Der oppe blir vanndampen avkjølt og danner skyer av bitte små vanndråper. Og vi vet alle hva skyer kan gjøre: De får det til å regne. Når det regner på fjellet, fylles innsjøer og demninger. Derfra kan vi sende vannet gjennom store rør. I andre enden av røret treffer vannet et hjul, så det snurrer rundt. Hjulet er vanligvis formet som en propell, og det kalles en turbin.

NATURFAG 9 FRA CAPPELEN DAMM

Turbinen driver en maskin som kan omforme bevegelsesenergien til elektrisk energi. Maskinen er en generator, som består av magneter som snurrer rundt i nærheten av store bunter med ledninger. Magnetene får elektronene i ledningene til å bevege seg så det blir elektrisk strøm. Mye av den strømmen vi får i stikkontaktene hjemme, kommer fra slike vannenergiverk.

Varmen fra sola får luft til å bevege seg, bølger til å skvulpe, vann til å fordampe, og planter og trær til å vokse. Det meste av energien vi produserer på jorda, kommer opprinnelig fra sola.

Som du ser, kommer også vannenergi egentlig fra sola. Det er solenergien som får vannet til å fordampe og regne ned igjen høyt til fjells. Varm luft stiger opp, og kald luft synker. Det kan du kjenne hvis du sover øverst i en køyeseng eller på en hems. Der kan det bli ubehagelig varmt. Den varme lufta er lettere enn den kalde, fordi det er større avstand mellom luftmolekylene.

1 ENERGI

På samme måte er det i atmosfæren. Varm luft stiger opp, kald luft synker. Lufta blir varm der sola varmer opp bakken, og kald der det er mindre sollys. På den måten får sollyset lufta til å bevege seg, så det blir vind. Akkurat som vannenergien i elver og fosser kommer også mesteparten av vindenergien opprinnelig fra sola. Bølgeenergi og bioenergi stammer også fra solenergi. Bølger skapes av vinden, og bioenergi er et resultat av fotosyntese i planter og trær, som får energien fra sollyset. Hva så med fossile, ikke-fornybare energikilder? Fossilt brennstoﬀ som olje, gass og kull er døde dyr og planter som har ligget under høyt trykk nedi bakken i millioner av år. Dyra spiste planter eller andre planteetende dyr. Og plantene, de ble lagd gjennom fotosyntese ved hjelp av sola. Så til og med fossil energi er egentlig gammel solenergi! Men ikke all energi stammer fra sola. Geotermisk energi kommer av varme fra jordas indre, kjerneenergi ﬁnnes naturlig i jordskorpa, og tidevannsenergi skyldes at månen sirkler rundt planeten vår og trekker på vannet der den passerer. Vind skyldes ikke bare varme fra sola, men også at planeten vår snurrer rundt seg selv.

På hvilken måte kan vi si at nesten all energi kommer fra sola?

NATURFAG 9 FRA CAPPELEN DAMM

Hvilke energiformer kommer ikke fra sola?

Energibærere og energikvalitet De energikildene vi har sett på til nå, ﬁnnes naturlig, og vi kan høste energi fra dem til vårt eget bruk. Ofte har vi bruk for å frakte energi eller lagre energien til seinere bruk. For å få til det bruker vi en energibærer. Hvis vi hogger et tre og kutter det opp til fyringsved, kan vi lagre energien fra veden til den er tørr og vi skal brenne den.

Vedkubber er energibærere.

En energibærer frakter eller lagrer energi til seinere bruk.

Varmt vann er et annet eksempel på en energibærer. I eldre hus er det radiatorer som står for oppvarmingen av rommene. Inni radiatorene strømmer det varmt vann. Tidligere kom varmtvannet gjerne fra brenning av olje i en ovn i kjelleren. I dag er det vanligere at vannet blir varmet opp lenger unna, gjennom brenning av avfall, geotermisk energi i bakken, eller fra overskuddsvarme fra en fabrikk. Derfra blir det fraktet gjennom rør til husene. Bensin, biodrivstoff, pelleter og hydrogengass er også energibærere som ikke finnes naturlig. Men det er ikke alltid et klart skille mellom energikilder (for eksempel olje som ligger under havbunnen) og energibærere (for eksempel olje som blir fraktet med oljetankere). Varmt vann regnes for å være en energibærer med lav kvalitet. Det kan brukes til å varme opp hus med, men det varme vannet duger dårlig til å lage lys, drive motorer eller lade telefonen. Energibærere med høy kvalitet kan brukes på flere ulike måter.

En energibærer med lav kvalitet er det vanskelig å overføre til andre, nyttige energiformer. En energibærer med høy kvalitet kan enkelt overføres til andre, nyttige energiformer.

1 ENERGI

På toppen av energikvalitet troner elektrisiteten.

Varmt vann har i utgangspunktet lav energikvalitet. Men hvis vannet blir så varmt at det fordamper, får det litt høyere energikvalitet. Damp kan nemlig brukes til å drive propeller og maskiner. Bensin, diesel og gass regnes som energibærere med høy kvalitet. De kan brukes til å drive maskiner, lage varme, gi lys eller til å lage elektrisitet. På toppen av energikvalitet troner elektrisiteten. Elektrisk energi kan nemlig lett omdannes til lys og varme, den kan drive store og små maskiner, og den kan få liv i telefonen din. Fordi elektrisitet er en energibærer med høy kvalitet som kan brukes til mye, er det elektrisk strøm vi produserer i de ﬂeste energiverkene.

Hva menes med energikvalitet?

Gi tre eksempler på energibærere.

NATURFAG 9 FRA CAPPELEN DAMM

Hvorfor har elektrisk strøm høy energikvalitet?

Utfordringer ved energiproduksjon Kloden vi bor på, mottar nok energi fra sola til å dekke dagens energibehov. Men hvordan kan vi høste, frakte, lagre og bruke denne energien på en måte som både er rimelig og gjør minst mulig skade? Det er noen av de viktigste spørsmålene i vår tid.

Det går med masse energi til å lage og frakte alle produktene vi kjøper, og til å bearbeide alt vi kaster. Må vi hele tiden ha nye ting, eller kan vi beholde det vi har, en stund til?

Forbruket av energi fortsetter å øke. Når denne boka skrives, er vi nesten åtte milliarder mennesker på jorda. Tallet vokser stadig, og alle mennesker er forbrukere av energi på en eller annen måte. Noen mennesker bruker mye mer energi enn andre. Det er sånne som deg. Du som bor i et høyt utviklet i-land, bruker klart mest energi. Hva skjer når resten av verden ønsker seg og får det samme som deg: lys i alle rom, oppvaskmaskin, vaskemaskin, temperaturstyring hjemme, tilgang til internett, ﬂyreiser og eget kjøretøy? Fabrikkene som lager alle klærne og tingene vi kjøper, bruker energi i store mengder. Behovet for energi vil øke raskt når mange får et høyere forbruk. At vi mennesker kan utnytte energiressursene, gjør at vi kan leve et behagelig liv, med varme, lys og internett i husene, klær, transportmidler

1 ENERGI

og mange andre nyttige ting. Men vårt høye energiforbruk gir oss også problemer. Både utvinning, transport og bruk av energi fører til miljøproblemer. Det første problemet er at de mest brukte energikildene på jorda ikke er fornybare. Jorda har ikke ubegrensete mengder med olje, kull og gass. Disse fossile energiressursene kan derfor bli brukt opp om ikke altfor lenge. Bruk av slike energikilder gir dessuten utslipp av gasser som påvirker og endrer klimaet på jorda. Dette kan du lese mer om i neste kapittel. Det er dessuten alltid risiko for ulykker og utslipp når man driver med utvinning av olje og gass fra havbunnen. Små utslipp av olje og kjemikalier er nokså vanlig under produksjon. Større utslipp skjer statistisk sett veldig sjelden, men når uhellet først er ute, kan konsekvensene bli katastrofale. Fiskeegg og -larver dør, selv med bare litt olje i vannet. Koraller kan ta skade, selv om de befinner seg 1500 meter under overflaten. Fugler som får olje i fjærene, klarer ikke å holde seg varme, og dør. Men også under vanlig drift, uten ulykker, påvirkes havet og organismene som lever i det. Lydbølgene som brukes til å lete etter og overvåke oljefelt, kan skade dyrelivet. Vi vet at slik seismikkskyting forstyrrer hvalenes kommunikasjon over store avstander. Også de fornybare energikildene påvirker miljøet. Når vi demmer opp vassdrag for å drive vannenergiverk, legger vi store områder under vann. Hele økosystemer blir endret når et område går fra å være tørt til å være fylt med vann. Det vil ødelegge plante- og dyrelivet som var der, og for bruken av området til friluftsliv. Vind er også en fornybar energikilde. En enkelt vindturbin produserer en begrenset mengde energi. Derfor trengs det mange vindturbiner. En slik vindpark tar stor plass og blir godt synlig. Det skal bygges veier og kraftledninger. Turbinene gir støy når de er i gang, og er farlige for fugler og insekter. Noen steder bygges vindparker der samer eller andre urfolk har hatt reinsdyr på beite siden lenge før vi fikk strøm og lyspærer. Konfliktene knyttet til utbygging av vindkraftanlegg viser utfordringene med å veie klima mot miljø. For vindenergi er fornybar energi, nesten uten utslipp av klimagasser. Hva er viktigst: minst mulig utslipp av klimagasser til atmosfæren eller å ta vare på det lokale miljøet?

NATURFAG 9 FRA CAPPELEN DAMM

Energiressurser som sol og vind er ganske jevnt fordelt utover kloden, men ikke alle har penger og kunnskap til å kunne utnytte ressursene. Og bare noen land har tilgang på høye vannfall eller fossilt brensel. Sånn sett har vi vært heldige i Norge. Men hva gjør vi videre?

Ett av mange enøktiltak du kan gjøre, er å bytte til sparepærer.

For å kutte klimagassutslipp vil det være lurt å velge fornybare energikilder. Men for å kunne nå de ambisiøse målene Norge og resten av verden har satt seg, må vi også bruke mindre energi. Vi må rett og slett slutte å sløse med energien. Eksempler på det vi selv kan gjøre for å bruke mindre energi, er: Skru av lys og skru ned varme i rom som ikke er i bruk. Bytte til LED-lys, som bruker mindre strøm. Installere sparedusj, så mindre vann må varmes opp. Tette rundt gamle vinduer og dører, så ikke varmluften siver ut. Ikke starte oppvaskmaskinen før den er full. På samme måte har industrien, og samfunnet, muligheter til å kutte i energibruken. I tillegg til å spare klimaet sparer vi ofte også penger på slik energiøkonomisering.

Energiøkonomisering (enøk) er å bruke tilgjengelig energi mest mulig eﬀektivt.

At samfunnet endrer seg til å bli mer miljø- og klimavennlig, blir ofte kalt det grønne skiftet.

Skriv en liste med minst tre forslag til hvordan en familie kan kutte ned på sitt eget energiforbruk.

Hvilke større tiltak kan vi gjøre i Norge for å få ned energiforbruket i samfunnet?

1 ENERGI

Energi i mat For å leve må vi mennesker ha energi, og den får vi fra mat og drikke. Dette er en form for kjemisk energi. På de ﬂeste produkter du ﬁnner i butikken, kan du lese hvor mye energi de inneholder. For å gjøre det enklere å sammenlikne med andre varer oppgir man gjerne hvor mye energi det er i 100 gram av produktet. Energien kan oppgis i kalorier (cal) og joule (J) eller kilokalorier (kcal) og kilojoule (kJ). På samme måte som ett kilogram (kilo, kg) er tusen gram (g), er kilokalorier tusen kalorier og kilojoule det samme som tusen joule. Ikke alle har fulgt like godt med i timen, så derfor hender det ofte at folk sier «kalorier» når de egentlig mener kcal (kilokalorier).

Energiinnhold i noen matvarer Tabellen viser energiinnholdet i 100 gram av varen. Tallene er avrundet. 1 kcal er tilnærmet lik 4,2 kilojoule.

NATURFAG 9 FRA CAPPELEN DAMM

Matvare 100 gram

Energiinnhold i kilokalorier (kcal)

Energiinnhold i kilojoule (kJ)

Helmelk

270

Syrnet melk med bær

220

Lettmelk

180

Brus, cola, med sukker

180

Brød, ekstra grovt

220

940

Loﬀ, ﬁnt brød

270

1150

Knekkebrød, havre

360

1540

Smør

730

3010

Margarin, myk

630

2600

400

Brunost

440

1820

Makrellﬁlet, i tomat

240

1000

Egg, kokt

140

590

Grillpølse

220

900

Pizza, kjøpt

220

920

Kjøttkaker

180

740

Torsk, lettsaltet, kokt

100

410

Fiskepudding

300

Potet, kokt med skall

340

Appelsin

160

Gulrot

150

Banan

350

Paprika, rød

110

Brokkoli

120

Melkesjokolade

540

2260

Peanøtter, saltet

620

2580

Potetchips

520

2160

Vann

Brus, cola, kunstig søtet Appelsinjus

Kokt skinke

En person i ungdomsskolealder trenger omtrent 2400 kcal daglig. Som du ser, kan du få i deg nok energi ved å spise 400 g melkesjokolade eller peanøtter, men da går du glipp av alle de andre stoﬀene som kroppen trenger. Vi trenger nemlig ikke bare energi. Vi trenger også proteiner, fett, vitaminer og mineraler. Og du vil dessuten være sulten store deler av dagen.

1 ENERGI

ORDFORKLARINGER atmosfære: luftlaget rundt en klode. bevegelsesenergi: også kalt kinetisk energi. Energien en masse har fordi den er i bevegelse. bioenergi: energi skapt av fotosyntesen i planter og trær. Vi kan hente den ut når vi for eksempel brenner ved eller biodrivstoﬀ. bølgeenergi: energi fra vannbølger. Bølgene skapes vanligvis av vindenergi. det grønne skiftet: at samfunnet endrer seg til å bli mer miljø- og klimavennlig. elektrokjemisk energi: energi hentet fra kjemiske reaksjoner der elektroner overføres fra ett stoﬀ til et annet. energi: det som får ting til å skje. Evnen til å utføre et arbeid. energibærer: noe som kan holde på eller frakte energi fra ett sted til et annet, for eksempel elektrisk strøm, varmt vann, olje og hydrogengass. energikilde: tilgjengelig energi på jorda, som vi mennesker kan benytte oss av. Deles opp i ikke-fornybare energikilder, som kan brukes opp, og fornybare energikilder, som ikke kan brukes opp. energikvalitet: En energibærer har høy kvalitet dersom den enkelt kan overføres til andre, nyttige energiformer, og lav kvalitet dersom den vanskelig kan overføres til nyttige energiformer. energiloven: fysisk lov som lyder slik: Energi kan ikke oppstå eller forsvinne, bare gå over i andre former.

ORDFORKLARINGER

energioverføring: når energi går over fra én form til en annen. energiøkonomisering (enøk): å spare energi eller å bruke den mest mulig effektivt. enøk: forkortelse for energiøkonomisering. fornybar energi: begrep som brukes om energikilder som ikke tar slutt. Eksempler: vannenergi, vindenergi, solenergi. fossil energi: energi utvunnet fra døde dyr og planter som har ligget under stort press i millioner av år, for eksempel olje, kull og gass. geotermisk energi: energi hentet fra varmen i jordas indre. grunnstoff: rent stoff der alle atomene er like. Eksempel: Grunnstoffet oksygen består bare av oksygenatomer. heliumatomer: atomer av grunnstoffet helium. Hvert atom består av to protoner og to nøytroner i kjernen og to elektroner i bane rundt. hydrogenatomer: atomer av grunnstoffet hydrogen. Hvert atom består av ett proton i kjernen og ett elektron i bane rundt. ikke-fornybar energi: begrep som brukes om energikilder som kan ta slutt. Eksempler: olje, gass og kjerneenergi. joule (J): en av enhetene vi måler energi i, sammen med kalorier (cal) og kilowattimer (kWh). kalorier: en av enhetene vi måler energi i, sammen med joule og kilowattimer. Kalorier blir

ofte forkortet cal, og kilokalorier blir forkortet kcal. Mange kaller feilaktig kcal for kalorier.

vannfall: vann som faller eller renner i en foss eller i rør til et vannenergiverk.

kilowattimer (kWh): en av enhetene vi måler energi i, sammen med joule og kalorier.

varmeenergi: også kalt termisk energi. Energi som overføres fra et sted med høyere temperatur til et sted med lavere temperatur.

kjemisk energi: energien i de kjemiske bindingene i et stoﬀ. Energien kan frigjøres gjennom forbrenning eller andre kjemiske reaksjoner.

vindenergi/vindkraft: energi hentet fra luft i bevegelse.

kjerneenergi/kjernekraft: energien i atomkjernen, mellom protonene og nøytronene. Brukes også om energi som frigjøres ved omdanning av atomkjerner. klimagasser: gasser som påvirker klimaet på jorda. Det gjør de enten ved å reflektere eller spre stråling fra sola, eller absorbere stråling fra jorda. radioaktivitet: egenskap som enkelte stoﬀer har til å sende ut stråling fra atomkjernen. solenergi: energien i strålingen fra sola. Jorda mottar nok solenergi til å kunne dekke hele klodens energibehov, men vi klarer ikke å utnytte den godt nok. stillingsenergi: også kalt potensiell energi. Energien en gjenstand har fordi den er i en spesiell stilling (høyde, roterende, i spenn eller liknende). tidevannsenergi: energi hentet fra ulike havnivåer. Tidevannet skapes ved at månen trekker på vannet. vannenergi/vannkraft: energi hentet fra vann i bevegelse.

ORDFORKLARINGER

OPPGAVER Hva er energi? LES OG SVAR 1

Fortell i én setning hva energi er.

Hvordan kan du ﬁnne ut hvor mye energi det er i en matvare du ﬁnner i butikken?

Vi kan bruke tre ulike enheter til å måle energi. Hvilke?

Nevn minst fem ulike former for energi.

Hva sier energiloven?

Hvilke to hovedformer for energi har vi?

Finn en ting som tåler å falle i bakken. Hold tingen i øyehøyde og slipp. Lag en enkel tegning og skriv ned hvilke energiformer tingen har på de ulike stedene i fallet. Bruk ord som stillingsenergi, bevegelsesenergi, lydenergi og varmeenergi.

GJØR OG LÆR 7

Se deg rundt der du sitter, og skriv ned tre ting du mener har energi.

Energiloven sier at energi ikke kan oppstå. Prøv å ﬁnne eksempler fra dagliglivet der du mener energi oppstår, og skriv dem ned. Hvor kan energien komme fra i eksemplene du har skrevet ned?

DISKUTER 10 Finn ut hvor mye strøm (kWh) dere bruker på ett døgn hjemme hos deg. Sammenlikn dette med andre i klassen, og prøv å forklare hvorfor dere bruker mer/mindre. 11 Diskuter hvordan energiloven er mulig.

OPPGAVER

12 Er energi viktig for deg? Fortell hvorfor / hvorfor ikke. 13 Har vi nok energi på jorda? Diskuter med en annen elev, og skriv ned hva dere kommer fram til, og hvorfor.

GÅ VIDERE 14 Bruk internett eller bøker til å ﬁnne et annet navn på energiloven som brukes i fysikk.

15 Bruk internett eller bøker til å ﬁnne en mer presis deﬁnisjon på energi.

Bruk internett eller bøker til å ﬁnne mer informasjon om tre av energiformene som er vist på tegningene på s. 9. Klarer du å ﬁnne former for energi som ikke er nevnt i teksten i dette kapittelet?

Energikilder LES OG SVAR 1

Hva er forskjellen på fornybar og ikke-fornybar energi?

Er fossil energi det samme som ikkefornybar energi?

Hvordan kan vi si at fossil energi egentlig kommer fra sola?

Gi tre eksempler på fossile energikilder.

Kommer vannenergi egentlig fra sola?

Hvilken energikilde leverer det meste av energien vi bruker i Norge?

GJØR OG LÆR 7

Forklar med egne ord forskjellen på fornybare og ikke-fornybare energikilder.

Forklar med egne ord hvorfor kjerneenergi er en ikke-fornybar energikilde.

Forklar med egne ord hvorfor bioenergi er en fornybar energikilde.

10 Bruk fem minutter på internett for å ﬁnne ut om bruk av biodiesel er bra for miljø og klima, eller ikke. Diskuter deretter fordeler og ulemper med en annen elev. Skriv til slutt en kort oppsummering.

OPPGAVER

DISKUTER 11 Diskuter fordeler og ulemper med å bygge ut enda flere vannenergiverk i Norge.

12 Diskuter fordeler og ulemper med kjerneenergiverk med tanke på miljø og sikkerhet. 13 Prøv å bli enige om hvilken energiform som er den aller beste.

GÅ VIDERE 14 Undersøk, tegn og beskriv kort hvordan en vindmølle fungerer. 15 Undersøk, tegn og beskriv kort hvordan et vannenergiverk fungerer. 16 Gi et eksempel på hvordan du kan komme til å støte på bioenergi i din hverdag. 17 Bruk andre kilder enn denne boka til å ﬁnne ut og forklare kort hvordan to ulike typer bølgeenergiverk fungerer. Bruk gjerne enkle strektegninger med piler.

18 Finn ut hvordan bioenergi kan brukes til å lage strøm eller drivstoff til bil og fly. Skriv et par avsnitt om det du fant ut. 19 Bruk internett til å finne tre eksempler på nye, overraskende ideer til hvordan vi kan produsere elektrisk energi. 20 «Perpetuum mobile» er navnet på maskiner som tilsynelatende går og går, uten å få tilført energi. Finn et par eksempler på YouTube, og forsøk å finne ut om det er «fake» eller fakta. Har de lykkes med å lage en evighetsmaskin? Er det mulig å lage en maskin som bare går og går, inn i evigheten?

Energibærere og energikvalitet LES OG SVAR

Hva er en energibærer?

Hva vil det si at en energibærer har høy kvalitet?

OPPGAVER

Hvorfor er ikke varmt vann en energibærer med høy kvalitet?

GJØR OG LÆR 4

Tenk deg om, og skriv ned alle energibærerne du har sett eller hatt nytte av fra du sto opp i dag tidlig.

Søk opp og se sketsjen «Norsk sluttstrøm» fra NRK-programmet Ut i vår hage. Finn deretter ut hvordan vi løser problemet med varierende strøm i virkeligheten.

Bruk fem minutter på research hver for dere, og diskuter deretter om hvorvidt hydrogen er en energibærer av høy kvalitet.

Finn ut hvorfor det er blitt så populært med fjernvarme. Omtrent hvor mye av energien går tapt under transporten?

DISKUTER 6

Diskuter i grupper: Hvorfor bruker vi ikke bare energibærere av høy kvalitet?

GÅ VIDERE 8

Elbilene er her for lengst. Elflyene er på vei. Finn ut hvor mye energi det er mulig å lagre i ett kilogram flybensin, og ett kilogram flybatteri. Hvordan tenker produsentene av elfly å løse dette?

10 Finn et eksempel på en energibærer som ikke er nevnt i teksten i dette kapittelet.

Utfordringer ved energiproduksjon LES OG SVAR 1

Hvilke miljø- og ressursproblemer er knyttet til produksjon av ikke-fornybar energi?

Hvilke konsekvenser kan det få for det lokale miljøet hvis man bygger et vannenergiverk?

Hvilke miljø- og ressursproblemer er knyttet til produksjon av fornybar energi?

Forklar med dine egne ord hva energiøkonomisering (enøk) betyr.

OPPGAVER

GJØR OG LÆR 5

Fortell kort om de energiutfordringene verden står overfor.

Finn et nettsted som viser antall mennesker på jorda akkurat nå. Finn deretter et nettsted du stoler på, som

anslår antallet i 2050 og i 2100. Skriv ned hva du fant ut. 7

Finn ut hvor lenge du må sykle på en ergometersykkel for å kunne lade opp telefonen din én gang.

DISKUTER 8

Diskuter hvilket ansvar Norge har for klodens energiutfordringer. Hviler det et større, mindre eller like stort ansvar på Norge sammenliknet med andre land?

Lag en debatt i klassen mellom to grupper. Den ene gruppa har naturvern som sitt grunnlag: «Energi er en dyrebar ressurs, og det er miljøet som betaler prisen.» Den andre gruppa representerer olje- og gassnæringen: «Vi har store energiressurser i Norge, noe som gir oss enorme muligheter.

Vi skal produsere olje og gass til en verden som trenger energi, og vi vil vri det norske samfunnet i grønnere og enda mer fornybar retning.» Begge gruppene får tid til research så de kan begrunne påstandene over, og diskuterer videre ut fra dem. 10 Diskuter hvilke energiutfordringer verden står overfor. Hva er de største problemene? 11 Diskuter og bli enige om tre konkrete forslag til hvordan energiutfordringene i verden kan løses.

GÅ VIDERE 12 Les deg opp på kampene rundt AltaKautokeinovassdraget, og skriv en kort oppsummering. 13 I Europa, og spesielt i Tyskland, kalles Norge «en grønn lunge». Finn ut hva de mener med det. 14 De siste årene har norske hus fått automatiske strømmålere. Finn ut hvorfor, og hvordan det hjelper til å

OPPGAVER

forsyne landet med elektrisk energi. Forklar med egne ord hvorfor vi har fått automatiske strømmålere. 15 Moderne elbilladere kan lade bilen når strømmen er billigst, og bruke bilbatteriet for å drive vaskemaskinen og koke kaﬀe i huset når strømmen er på sitt dyreste. Hva er poenget med det?

Energi i mat LES OG SVAR 1

Hvilke målenheter har vi for å måle energi i mat?

Hva menes med at en gulrot på 100 gram inneholder 40 kilokalorier?

Forsøk å sortere disse ﬁre matvarene i stigende rekkefølge etter hvor mye energi de inneholder: a) salte peanøtter b) stekte kjøttkaker c) brus med sukker d) brunost. Deretter sjekker du med tabellen.

Hva er forskjellen på kalorier og kilokalorier?

Hvor mye energi trenger en gjennomsnittlig person på din alder hver dag?

Bruk internett til å ﬁnne ut hvor mye energi det er i ditt favorittgodteri. a) Hvor mange kilogram gulrøtter må du spise for å få i deg samme mengde energi som godteriet? b) Hvor mye brød kan du spise for å få i deg samme mengde energi? Finn gjennomsnittstall for brød på internett. c) Hvor mange liter energidrikk kan du drikke for å få i deg samme mengde energi?

GJØR OG LÆR 6

Finn minst to produkter i umiddelbar nærhet (godteri eller mat), og sammenlikn hvor mye energi det er i hver av dem. Bruk emballasjen eller internett som kilde.

Bruk oversikten på s. 25 og forsøk å sette sammen et kosthold som gir deg anbefalt mengde energi for en dag.

Skriv ned alt du spiser i ett døgn, og ﬁnn ut om du får i deg mer eller mindre enn anbefalt mengde energi. Du kan bruke en egnet app, eller notere for hånd.

GÅ VIDERE 10 Bruk internett til å ﬁnne ut hvor mye energi deltakerne i Tour de France må få i seg hver dag. 11 Finn ut hva som skjer med kroppen over tid når den ikke får i seg nok energi.

12 Tenk deg at du planter en tomatplante. Om du vanner den hver dag, går den fra å være en liten spire til å bli en fullvoksen plante med saftige, gode tomater. Tomatene har rikelig med energi. Hvor kommer denne energien fra?

OPPGAVER

Stor og liten ball Dette forsøket overrasker de fleste som prøver det. Selv kroppsøvingslærere får store øyne når de får demonstrert energioverføring på denne måten.

Dette trenger du tennisball basketball kitt eller aluminiumsfolie

Dette gjør du 1

Jobb to eller flere sammen.

Slipp en tennisball i gulvet fra øyehøyde og observer hva som skjer. Hvor mye lavere spretter tennisballen for hver sprett? Hvor mange ganger spretter den før den blir liggende i ro?

Hold basketballen foran deg og legg tennisballen på toppen. Bruk litt kitt eller aluminiumsfolie til å lage en ring som gjør det lettere for tennisballen å bli liggende. Slipp så basketballen og tennisballen samtidig, slik at de faller sammen mot gulvet.

4 Gjenta forsøket flere ganger, og forsøk å få tennisballen til å ligge på toppen av basketballen når den treﬀer bakken.

Observasjoner og forklaringer 1

Hva ser du?

Hva skjer med tennisballen, og hva skjer med basketballen?

Hvis telefonen din lar deg filme i sakte film, bruk den til å observere akkurat hva som skjer når ballene treffer bakken.

4 Forklar hvordan tennisballen kan få ekstra bevegelsesenergi. Bruk begreper som du har lært i dette kapittelet.

FORSØK

Stoler du på energiloven? Tør du gjøre forsøket som er vist til millioner på TV?

Dette trenger du tau festepunkt i taket noe tungt som kan festes

Dette gjør du 1

Jobb i grupper.

Fest den ene enden av tauet i taket og den andre enden i noe skikkelig tungt. Det kan være en treningsmanual, kettlebell, metallkule, bowlingball eller noe annet. Rydd god plass slik at kula kan svinge fritt, og sørg for at tauet ikke er så langt at kula treﬀer gulvet når den slippes.

Trekk kula ut til en side og hold den rett foran ansiktet ditt. Tauet skal være helt stramt. Stå helt stille og slipp kula. Tør du å bli stående uten å røre deg når kula kommer tilbake? Den som stoler på energiloven, bør tørre.

i enden av tauet

Observasjoner og forklaringer 1

Hva skjedde da kula kom tilbake?

Hva skjer hvis kula får fortsette å svinge?

Den som stoler på energiloven, trenger ikke være redd for å bli truﬀet i ansiktet. Hvorfor det? Forklar hvordan du kan forutsi kulas bevegelse ut fra energiloven.

FORSØK

Energioverganger I dette forsøket får du leke med bordtennisball, stemmegaﬀel og fyrstikker. Du skal utforske energioverganger.

Dette trenger du 1

sytråd linjal saks bordtennisball teip stemmegaﬀel

FORSØK

Dette gjør du 1 1

Jobb to og to sammen.

Klipp av en cirka 20 cm lang bit av sytråden.

Fest bordtennisballen med teip i enden av sytråden.

4 Slå stemmegaﬀelen mot bordet og hold den forsiktig bort til bordtennisballen som henger i tråden, slik tegningen viser. Hva skjer? Prøv flere ganger.

Dette trenger du 2 plastilin eller skolekitt 7 fyrstikker linjal

Dette gjør du 2 1

Rull plastilinet ut til en pølse og sett fyrstikkene etter hverandre i pølsa. La det være omtrent 0,5 cm mellom hver fyrstikk.

Tenn på en ny fyrstikk og hold den bort til den ene enden av fyrstikkrekka. Hva skjer?

Du skal prøve å lage en så lang «lunte» som mulig med sju fyrstikker. Plasser dem i en slik avstand at du får kjedetenning, og slik at kjeden blir så lang som mulig. Hvem klarer å få lengst «lunte» med sju fyrstikker? Hvor stor er da avstanden mellom hver fyrstikk?

Observasjoner og forklaringer 1

Beskriv det du observerer i forsøket med stemmegaﬀelen og bordtennisballen.

Tegn de ulike stegene, skriv på hvilken form for energi det er snakk om i hvert steg.

Gjør tilsvarende for fyrstikkforsøket: Beskriv det du ser, og tegn en kjede av energier som starter med deg og fyrstikkesken og ender med den siste brennende fyrstikken.

4 Beskriv energiovergangene i de to demonstrasjonene. 5

Er all energien i starten også til stede i siste ledd du har satt opp – eller blir noe «borte» underveis? Forklar.

FORSØK