Faseoverganger i vann

Engasjere

For å vekke et engasjement hos elevene starter du undervisningsøkten med å bore et hull i isen og etterpå la elevene kjenne på vannet under. For mange vil det kanskje være første gang de ser at det er flytende vann under isen. Hvis du så lar elevene kjenne på vannet og etterpå lar dem tippe temperaturen, vil svarene bli varierte; «jeg tipper det er -5 grader», «ahh, det var kaldt, jeg tror det er -26 grader Celsius». Noen elever vil kanskje protestere eller kommentere at det ikke kan være minusgrader i flytende vann. Etterpå måler dere temperaturen med et termometer og lar en elev lese av. 

Lek: Her skal alle elevene selv tenke at de er vannmolekyler, og bevege seg ulikt ut fra hvilken aggregattilstand du sier vannet er i. Sier du fast form skal elevene stå sammen 6 og 6, sier du flytende form så står alle elevene tett sammen og sklir rundt hverandre og er alltid nær et annet molekyl. Når du sier gass skal alle elevene løpe rett fram helt til de krasjer med rammen rundt (lag en ramme på ca 10 m x 10 m) eller krasjer med et annet molekyl. Ved noen anledninger roper du stopp, og alle elevene står helt stille. Da kan du stille spørsmål som:

Når tror du H₂O bruker mest plass; som vann i fast eller flytende form? Har noen prøvd å legge en flaske vann eller brus i fryseren? Hva skjedde? Hvorfor tror du det skjedde? Hva tror du er lettest av is (fast form) og flytende vann med samme volum?  Når står vi «minst tett»? Hva tror du er lettest av alle formene når vi sammenlikner samme volum? Når står vi tettest? Hva tror du er tyngst av alle formene når vi sammenlikner samme volum? Har dere hørt om tetthet (massetetthet)? Hva tror du menes med tetthet?

Utforske

Nå skal elevene få se hvordan vann kan endre form og på den måten lære begrepet og nytten av faseoverganger. 

Start med at elevene måler opp én liter snø, altså vann i fast form. La elevene gjette hvor mye flytende vann det blir når denne snøen smelter. Smelt snøen over et bål eller stormkjøkken. Hvorfor tror dere at snøen smelter? Etter at snøen har smeltet skal elevene måle opp i litermålet. Hvorfor ble det mindre nå enn da det var fast form (snø)? Se det i sammenheng med leken i starten. Blir det alltid lik mengde vann? Har snøtype noe å si?

Hvis vi hadde trengt en liter vann for å lage f.eks. suppe, hvor mye snø måtte vi smelte da? 

Forklare

Hvilke faseoverganger har vi mellom snø og vann? Begrepet smelte brukes om overgangen fra fast form til flytende form. Snøen smelter fordi varmeenergi tilføres. Den motsatte prosessen kalles fryse (om vann) eller størkne.

Hvordan er sammenhengen mellom snøvolum og smeltevannvolum? Volumet til snøen vil variere i ulike typer snø, etter hvor mye luft den inneholder. Det er derfor ikke noe eksakt forhold mellom snøvolum og volumet til smeltevannet.