Partikelmodellen

I detta arbetsområde i fysiken arbetar vi med partikelmodellen, gaser, tryck, faser och fasomvandlingar samt värme och växthuseffekten.

Partikelmodellen - du ska kunna beskriva och förklara:

• att gaser, trots att de är osynliga och luktlösa, existerar, tar plats, har massa och tyngd, kan insamlas i slutna kärl och fördelar sig jämnt i en given volym
• att gaser utövar ett tryck på angränsande ytor och att gaser går att pressa ihop
• att för en given gasmängd så bevaras massan vid ändringar i volym, temperatur och tryck
• kvalitativa samband mellan tryck, temperatur och volym för en given gasmängd (t.ex. att om temperaturen på luften i en spruta ökar, så ökar luftens volym)
• att gasmängder i kontakt med varandra blandas, och att en icke innesluten gasmängd sprids ut.
• att luft är en blandning av bl.a. gaserna syre (21 %), kväve (78 %) och koldioxid (0,03 %).
• redogöra för, och våga sig på att använda för förklaring och förutsägelse, en partikelmodell för gaser.

Värmelära - du ska kunna beskriva och förklara:

• värme med hjälp av atomer och molekyler (partiklar)
  När ett ämne värms ökar hastigheten (rörelseenergin) hos partiklarna. Temperaturen är medelvärdet av rörelseenergin hos alla partiklar.
• de tre spridningssätten för värme (strömning, strålning och ledning) med hjälp av partikelmodellen.
  Ledning: Partiklarna kommer ha högre rörelseenergi i den varma delen. De kommer att knuffa på de andra atomerna så att de till slut också rör sig lika mycket. Metaller är överlägset bäst på att sprida värme genom ledning.
  Strömning: I varmt vatten (botten) rör sig molekylerna snabbare. Varmt vatten tar mer plats. Mer plats innebär lägre densitet.“En del” med varmt vatten stiger mot ytan. Kallt vatten = molekylerna närmare varandra = högre densitet → sjunker mot botten
  Strålning: Sker utan partiklar (i vakuum), t.ex. att vi kan känna värme från solen. Värmestrålning = infrarött ljus (lägre frekvens än synligt ljus).
• de tre temperaturskalorna Celsius, Fahrenheit och Kelvin
  Celsius - utgår från vatten, fryser vid 0 grader, kokar vid 100 grader. Används i vardagligt språk.
  Kelvin - utgår från absoluta nollpunkten 0 K, samma storlek mellan graderna som Celsius. Vetenskapens enhet.
  Fahrenheit - utgår från kroppstemperaturen = 96 grader F. Används i USA.
• vad som händer med värmen när något kokar, eller avdunstar
  Värmen är rörelseenergi hos partiklarna, när vatten kokar/avdunstar kommer en del av denna rörelseenergi att lämna vätskan med de partiklar som övergår i gasform. 
• de tre aggregationstillstånden: fast, flytande och gas
  Du ska känna igen olika faser med hjälp av partikelmodellen, se simulering (bifogas nedan).
• hur en termos fungerar
  Den spegelblanka ytan på insidan reflekterar värmetrålning. Ledning och strömning förhindras av det vakuum som finns i termosens väggar.
• hur kläder fungerar och varför man kan hålla värmen med kläder.
  Kläder innehåller tyg och mycket luft, typ "luftbubblor". Värmen leds från huden till tyget och vidare till luften i plagget, men luft leder värme dåligt och därför "stannar" värmen kvar i plagget.
• varför blöta kläder, eller tygmaterial leder värme bättre än torra kläder eller tyg och att de därför fungerar sämre som isolation för värme (exempelvis så är en blöt grytlapp sämre än en torr)
  Vatten leder värme bra, mycket bättre än luft.
• varför varm luft stiger uppåt, samt varför mindre varm luft sjunker nedåt.
  Varm luft innebär att partiklarna rör sig snabbt och tar mer plats, det innebär en lägre densitet än kall luft. Luft med lägre densitet (varm) rör sig uppåt och luft med hög densitet (kall) rör sig nedåt.
• varför man exempelvis bränner sig på en spik i en bastu, men inte på träväggen, eller varför ett plasthandtag på ett cykelstyre känns varmare än metalldelarna på vintern, eller liknande situationer.
  Metallen i spiken leder värme bättre än trä (från spiken och till handen). Plast leder värme sämre än metall (värme leds från handen till cykeln).
• följande ord: kokning, kondensation, avdunstning, smältning, stelning, sublimering
  Öva i quizlet.
• växthuseffekten
  Strålning från solen (UV-ljus, synligt ljus och värmestrålning) når jordens atmosfär och energin driver t.ex. för växternas fotosyntes, vindar, strömmar och vattnets kretslopp. Energin omvandlas till bara värmestrålning och strålar ut från jorden. Växthusgaser absorberar (suger upp) denna värmestrålning och sänder ut den igen fast i alla riktningar. En del av värmestrålningen återvänder då mot jordytan och värmer upp atmosfären.
• nämna de olika viktiga växthusgaserna
  vattenånga, H2O
  koldioxid, CO2
  metan, CH4
  dikväveoxid (lustgas), N2O
  ozon, O3
• skilja på växthuseffekten och att ozonlagret dessutom skyddar oss från UV strålning
  Växthuseffekten innebär att värme inte tar sig ut, ozonlagret innebär ettt skydd mot skadliga UV-strålar som inte kan ta sig in i atmosfären.