Dramatisering av gass

I denne aktiviteten skal elevene dramatisere partikkelmodellen for gasser.

Johannes Tveita
Høgskolen i Nesna
Naturfagsenteret, UiO

Engangssprøyte

Ta en engangssprøyte og finn ut hva du kan bruke den til. Bruk bare luft i sprøyta.
Hold tett for åpningen på sprøyta og test ut hvor mye du kan presse lufta sammen med stempelet (figur 1).

Figur 1. Engangssprøyte som er tettet med en finger Figur 1. Engangssprøyte som er tettet med en finger

Dramatisering av gasspartikler

Plasser pultene i klasserommet slik at de danner en stor beholder som vist på figur 2. Beholderen skal fungere som en modell av sprøyta. Legg en stokk oppe på pultene i den enden som er åpen. Stokken representerer stempelet i sprøyta.

Elevene er symbolisert med sirkler og pultene med kvadrater. Sammen utgjør de en modell av sprøyta.

Elevene representerer partiklene inne i sprøyta. De skal bevege seg i rette linjer med armene langs kroppen. Når de kolliderer med hverandre eller veggen, skal de reflektere som baller som blir kastet mot en vegg (elastiske støt). For å kontrollere farten kan de bevege seg i takt med musikk med langsomt tempo.
Læreren skyver stokken langs pultrekkene. Hva skjer med elevene når stokken skyves slik at beholderen blir mindre? Vil elevene kollidere oftere eller sjeldere med veggen og stokken? Diskuter likheten med sprøyta. Hva skjer med trykket, volumet og temperaturen i sprøyta når stempelet presses inn?
Øk tempoet i musikken. Elevene skal følge takten og bevege seg raskere. Hva skjer med antall kollisjoner og kraften mellom elevene når tempoet øker? Diskuter likheten med sprøyta.

Faglig forklaring

Mange tror at lufta og andre gasser er noe kontinuerlig og tenker ikke på at lufta består av partikler. Ved å presse sammen lufta i en engangsspøyte får elevene oppleve at lufta kan presses sammen og at den er elastisk.

Antall partikkelkollisjoner handler om trykket, og farten til partiklene handler om temperaturen. I punkt 3 er det trykket som øker og i punkt 4 er det temperaturen som øker.

Dette skjer i punkt 3: Når stempelet i sprøyta skyves slik at beholderen blir mindre, kolliderer partiklene oftere med veggen, stempelet og med hverandre. Dermed blir det større trykk mot veggene og stempelet.

Dette skjer i punkt 4: Temperatur i gassen er knyttet til farten til partiklene eller mer presist bevegelsesenergien til partiklene. Det er takten i musikken som illustrerer hvor høy temperaturen er. Når farten til partiklene øker, blir temperaturen høyere. Elevene opplever at kollisjonene blir kraftigere både med veggen og med stokken, altså øker også trykket i sprøyta.

Kommentarer/praktiske tips

I samtaler mellom elevene og læreren er det lett for at vi "hopper" fra den makroskopiske elevnivået til partikkelnivået i gassen og tilbake igjen uten å presisere at vi gjør det. Det kan være vanskelig for elevene å være med på "reisen". De blir stående igjen i det ene eller andre nivået og misforstår. Det er derfor viktig at læreren gjør det klart for elevene når en krysser grensene mellom de to nivåene! Dette kan læreren tydeliggjøre ved for eksempel å ta på seg en lue eller en hatt når han/hun snakker om partikkelnivået.