Fakta om värme/temperatur

Jag har tagit reda på fakta om värme och temperatur och fått en fördjupad förståelse kring fenomenet. Här presenterar jag en sammanfattning av vad jag har lärt mig och vilka källor jag har använt mig av och jag hoppas att ni andra också kan få ut något av det. :)

Fram till 1800-talet ansågs värme vara ett ämne som kunde övergå från ett föremål till ett annat, till exempel från elden till maten. Ett argument till detta påstående var att människorna såg att en del ämnen utvidgades vid upphettning, värmen trängde sig alltså in bland atomerna och tog plats. Värme ansågs även vara materia som kan finnas i olika mängder.

I början på 1800-talet upptäckte Rumford, som tidigare hette Benjamin Thompson, att värmen istället skulle beskrivas som en rörelse bland atomerna. Vid värmeöverföring påverkade ämnena varandra genom att atomerna hos det varma ämnet satte atomerna i det svalare ämnet i rörelse. Detta kunde förklaras med ångbildning då atomerna blev så uppvärmda att de slets loss från varandra och på så sätt bildade gas.

Värme är alltså ett uttryck för atomernas rörelseenergi och även ett mått på den energin som överförs mellan två ämnen som har olika temperaturer. Oavsett om en materia är gas, fast eller flytande så innehåller den atomer och molekyler som rör sig och som skapar rörelseenergi. Värme ”handlar om energitransport på grund av skillnad i temperatur” (Sjöberg, 2000). Temperaturskillnaden och ämnets massa är avgörande för hur stor mängd av värmen som förflyttas. När energin transporteras mellan två föremål, genom värmeöverföring, ändras inte energimängden och energi kan inte heller nyskapas eller förintas. Den här transporten sker alltid av sig själv från det varmare föremålet till det kallare. Ett ämne innehåller inte värme utan en inre energi som består av atomers och molekylers kinetiska och potentiella energi. Ett föremåls inre energi ökar när det upptar värme och i de flesta fall stiger dess temperatur, men inte alltid. Temperaturen är därför ett mått på atomernas och molekylernas genomsnittliga rörelseenergi som skapas genom deras skakningar och vibrationer. Nästan alla material utvidgas när temperaturen stiger och förminskas när temperaturen sjunker. Temperatur och värme mäts på olika sätt, temperatur i grader och värme mäts i joule.

Nationalencyklopedin (www.ne.se) definierar värme som en form av energi som ”kan överföras från ett föremål med högre temperatur till ett annat med lägre”. Med hjälp av ledning, strålning eller konvektion överförs värmen mellan föremålen och kan förklaras som ”atomers och molekylers oordnade rörelser”. Detta brukar även kallas för värmerörelse.

/Charlotte


Referenser
Hewitt, P. G. (2002). Conceptual Physics. (10) Harlow, England and New York: Addison-Wesley.

Sjöberg, S. (2000). Naturvetenskap som allmänbildningen kritisk ämnesdidaktik. Lund: Studentlitteratur.

Ekstig, B. (2002). Naturen, naturvetenskapen och lärandet Lund: Studentlitteratur

Ekstig, B., Boström, L. & Bleckert, P. (2000). Quanta. Fysik A. Stockholm: Natur & Kultur

Handledning i Biologi

Efter handledningen med Stefan har vi fått fler tankar kring vårt fenomen värme/temperatur utifrån ett biologiskt synsätt. Vi samtalade bland annat om att djur och växter har ett visst temperaturintervall där cellerna fungerar bra. Djur kan även förhålla sig till sin kroppstemperatur på olika sätt, antingen genom ekoterma eller endoterma. Ekoterma innebär att djuren är beroende av temperaturen utanför kroppen och de förflyttar sig i miljön för att reglera temperaturen. De flesta djuren hör till den här gruppen. Endoterma innebär att djuren skapar sin egna kroppstemperatur och de har celler som arbetar med att göra kroppsvärme som de kan behålla. Miljön har i båda fallen en stor betydelse för djurs och även växters levnad eftersom de trivs i olika temperaturer och klimat.

Vi diskuterade även energi och hur den framkommer i biologin. Oftast pratar man om hur mycket energi det går åt kopplat till hur mycket djuren äter och hur mycket energi det ger och vad de kan lagra. Här pratar man alltså om energin i dess praktiska form av mat.

Inför morgondagens handledning

Imorgon ska vi ha handledning inom biologi med Stefan Andersson. De frågor vi har funderat på och som vi har skickat till honom är följande:

Inom vilka temperaturer kan liv existera?
Vad händer på cell-nivå?
Hur påverkas vår kropp av värme/olika temperaturer?
Hur ser biologin på samband mellan värme och energi?
Utifrån en biologs aspekter, finns det något annat inom fenomenet värme som är värt att betrakta?

Min förförståelse
I mitt utforskande om detta fenomen (värme)har jag letat reda på några olika läroböcker för grundskolan och gymnasiet, efterson jag själv gått i grundskolan bör jag ha fått till mig dessa kunskaper under min skolgång.

Fysik och kemi en grundbok (S. Sjöberg & B. Öberg 2003) årskurs 4-6, Natur och kultur
Begreppen och orsakerna till årstider, dag och natt förklaras. Men illustrationer visas hur jorden snurrar runt son egen axel och på så sätt uppstår det vi kallar dag och natt eftersom solen strålar når olika områden på jorden vid rotationen. Årstidernas växlingar beskrivs som att jorden rör sig runt solen med ett varv per år och att jordaxeln alltid lutar åt samma håll. Solen beskrivs vidare som het och det är därför den lyser, den har ett eget ljus (som uppenbarligen är varmt)Andra himlakroppar reflekterar detta ljus, de är inte heta.

De tre aggregationstillstånden beskrivs i kapitlet om vatten, flytande, fast form, gas (vattenånga) vatten stelnar till is och förångas/avdunstar till gas. Vatten är det enda ämne som finns i alla tre former i naturen.

I kapitlet om luft nämns att varm luft tar större plats än kall luft, eftersom den är lättare.( Jämför luftballong och kallras från frysen.)

I brandtriangeln beskrivs värme som en av de tre komponenterna för att eld ska kunna brinna (de andra två är syre och brännbart ämne).

I kursplan... Vad handlar Naturkunskap om?

I kursplan för Naturkunskap (Skolverket, 2007) kan man få en uppfattning om vad som ska förmedlas till dagens elever samt vilka mål som ska uppnås i år fem respektive för år nio. Det beskrivs hur viktig naturkunskapen är och hur den växt fram ur vårt behov av att förstå den värld vi lever i. Syftet och meningen med undervisning i de naturorienterande ämnena är att skapa en hållbar utveckling samt utveckla omsorg för människor och vår natur, men även att utbilda vår kommande generation till demokratiska medborgare där ett öppet förhållningssätt råder. Undervisningen ska också bidra till samt tillfredsställa lusten att utforska naturens alla fenomen. Den ska ge utrymme för upptäckarglädje.

Det låter ju bra, men betyder detta att alla elever får ta del av naturkunskap på ett sådant sätt? Jag menar upptäckarglädje men även nyfikenhet är grundläggande faktorer för att söka förstå vår värld. Med förståelse ökar intresset och engagemanget för att ett hållbart samhälle utvecklas. Men snart finns det ingen värld, inga växter och djur att utforska. Tyvärr lever vi i en tid som inte bryr sig om ifall det är hållbart i längden, vi lever i ett mycket egoistiskt samhälle där, tid är pengar, planerad fritid och bekvämlighet betyder mer för människan än rent vatten. Eller? Hur tänker vi, alla vi, som tar bilen till förskola, skola, arbete, affären osv? Hur hållbart är det?

/Carola

Reflektioner efter en första handledning kring vårt 1/2basgruppsarbete kring ett Naturvetenskapligt fenomen. Vi fick stöd i våra tankar kring fenomenet värme, vi utgick från temperatur men resonerade oss fram till att det handlar om fenomenet värme . Vidare resonemang bekräftade våra tankar kring att värme och kyla egentligen är samma fenomen men i olika mängd.

Tankekarta
Vår tankekarta kring olika aspekter av temperatur var till god hjälp, vi hade bland annat antecknat, mäta temperatur, olika mätskalor, förvara mat, kläder, årstider, väderprognoser, olika aggregationstillstånd, historik och vardagliga möten med temperatur.

Eleven i fokus
Med eleverna i fokus måste vi ta fasta på av som intresserar dem, och vad de tycker är spännande med vårt valda fenomen. Vi måste visa på hur det visar sig för eleven i vardagen. Vad är det för vardagligt fenomen som eleverna behöver få syn på? Givetvis även relatera till kurs och läroplan.

Kunskap hos oss
Utifrån vårt eget kunskapsbyggande ska vi ta fasta på vad värme är i fysikalisk bemärkelse, vi ska vidare redogöra för samband mellan tryck, värme och vindhastighet. Samt ge en historisk överblick kring värme och mätande av denna.
Till nästa handledningstillfälle ska vi läsa på om vårt fenomen och samla frågor som vi vill ställa till våra ämnesexperter inom biologi och fysik.

Planering, forsatt arbete
Efter handledningen träffades vi och lade upp vidare planer för vårt fortsatta arbete. Vi delade upp värme i de olika delar vi nu fått till oss. Dessa delade vi upp:
Ida – historiska resonemang samt olika mätskalors utveckling.
Charlotte – definitionen av värme samt sambandet till tryck och vinghastighet
Carola – vad finns i läro- och kursplaner i koppling till det vetenskapliga fenomenet värme och naturvetenskapligt arbetssätt.
/Ida

Tankar kring föreläsning och litteratur – Concept Cartoons

Dagens föreläsning av Anna-Stina Ahlrik handlade om naturvetenskapligt arbetssätt och vad man som lärare kan tänka på i skolans undervisning/förskolans verksamhet. Föreläsningen innehöll många intressanta delar, men det jag fastnade mest för var Concept Cartoons, som vi även ska använda i vårt temaarbete. Eftersom jag inte hade hört talas om det tidigare var det mycket nytt för mig och för att få mer information om det läste jag ur kurslitteraturen Barn och naturvetenskap (Elfström mf. 2008).

Genom att använda Concept Cartoons får läraren syn på barnens förförståelse och de är även till god hjälp för eleverna vid deras diskussioner i klassrummet (Elfström mf). Eleverna kan, med hjälp av att se en Concept Cartoons, få kännedom om att ”barn kan ha olika tankar kring ett fenomen och att detta är tillåtet” (s. 74).

Enligt min åsikt verkar det vara ett spännande verktyg att använda i skolan och förskolan för att få ta del av barns tankar. Tidigare har jag använt mig av intervjuer för att ta reda på enskilda barns tankar, men genom att även använda detta anser jag att det öppnar upp för fler lärandemöjligheter. Dels får barnen, utifrån sin förståelse och kunskap, formulera egna tankar kring ett fenomen som blir till påståenden. När det finns olika påståenden blir detta visuellt synligt för barnen eftersom de får se att det finns olika tankesätt. Detta kan skapa diskussioner genom att barnen utmanar varandras tankar. Utifrån mina erfarenheter har en del barn svårigheter med att tala inför grupp och berätta hur de tänker. Detta är då ett bra arbetssätt genom att först prata enskilt med barnet och få ta del av tankarna och sedan presentera detta neutralt i klassrummet. Det tror jag öppnar upp för diskussion och de svaga eleverna blir mer aktiva eftersom de kan känna igen sig i olika påståenden.

/Charlotte

Elfström, I., Nilsson, B., Sterner, L. och Wehner-Godée, C. (2008). Barn och naturvetenskap - upptäcka, utforska, lära. Stockholm: Liber.

Ahlrik, A-S. (2011-02-03). Föreläsning - Naturvetenskapligt arbetssätt. Högskolan i Skövde

Litteraturseminarium 24 jan -11

Det vi har diskuterat har handlat om att man som lärare måste ha en medvetenhet om vad eleverna har för förkunskaper i dessa ämnen och planera undervisningen därefter. Vi kan som lärare lägga en grund för det de ska möta i de senare skolåren genom att introducera begrepp i de tidiga skolåren som de senare kommer att få arbeta med i ett djupare perspektiv. På så sätt blir det inte helt nytt för dem. Andersson menar att man ska växla mellan delar och helhet i undervisningen. Ett exempel är att när man undervisar om planeterna är det lättare förstå om man tidigare har diskuterat om rymden. Vi förstår att integration handlar om just detta, att sammanföra delar till en helhet. De fyra grundformerna av integration; rums-, tids-, orsaks-, och kategoriintegration är delar som man kan använda i undervisningen för att eleverna ska kunna bli medvetna om när de själva integrerar. Detta gör att de utvecklar tanken och kreativiteten.

Utvärdering

En formativ utvärdering kan vara bra för läraren för att se om eleven är mogen för nästa steg. Man kan utgå från variationsteorin, se och förstå saker ur olika perspektiv. Det är viktigt att lyssna på hur eleverna för diskussion och använder sina kunskaper för att se om de har förstått innehållet.

Anteckningar av Ingrid Eriksson genom basgrupp 1a och 1b