Menneskets første flyvning skete ved hjælp af varmluftballoner. Varm luft kan udnyttes til at løfte ting, fordi varm luft vejer mindre end kold luft, og den varme luft derfor stiger opad.
VIGTIGT – læs dette sikkerhedsafsnit, inden du går i gang. Undgå at lave forsøget i nærheden af veje, hvis varmluftballonerne sendes op udendørs.
Svar på følgende spørgsmål
Varm luft vejer mindre end kold luft, og derfor vil varm luft stige til vejrs. Den varme luft giver opdrift nok til at skubbe ballonen opad. Når luften varmes op i hårtørreren, vil molekylerne bevæge sig hurtigere og støde mere ind i hinanden. Resultatet er, at den varme luft fylder mere. Den vejer dog stadig det samme, og derfor bliver massefylden mindre.
I takt med at ballonen stiger til vejrs, vil luften inde i ballonen blive kølet af. Når den varme luft bliver kølet af, vil dens massefylde stige og få den samme massefylde som luften uden om ballonen. Opdriften forsvinder derfor, og ballonen falder mod jorden.
For at ballonen skal blive ved med at svæve, kræver det, at man bliver ved med at varme luften i ballonen op. Derfor kan ballonen i forsøget ikke blive ved med at stige til vejrs.
Man kan beregne massefylden for luften på følgende måde:
Massefylden = vægten af luften / luftens rumfang
Ud fra denne ligning ses det, at når vægten er den samme, bliver rumfanget større, og massefylden bliver mindre.
Regneeksempel:
Ved at fordoble rumfanget, halveres massefylden!
Man kan også give varmluftsballoner opdrift ved at fylde dem med gasser, der har en lavere massefylde end atmosfærisk luft. Fx kan man fylde ballonen med ædelgassen helium (nr. 2 i det periodiske system). Helium er meget lettere end almindelig luft og bliver også ved med at være det, selvom gassen er kold. Derved slipper man for at bruge energi på at skulle varme luften op igen og igen.
Når solen opvarmer luft over land, udvider luften sig og stiger til vejrs. Den opstigende varme luft kaldes for termik. Fugle med brede vinger fx ørne og storke bruger termikken til at skrue sig højt til vejrs uden at bruge vingeslag og dermed energi på det. De får et gratis løft.
Ørne og storke er derfor ikke meget for at skulle krydse havområder, hvis de ikke kan se land på den anden side. Termikken over land hjælper dem til at komme højt nok op, så de kan skimte land i det fjerne.
Fra stor højde svæver de ud over havet men taber langsomt højde, fordi havet ikke skaber termik som over land. Svævefly benytter sig også af termik for at kunne holde sig i luften.
En hårtørrer er teknisk udstyr. Den indeholder et varmelegeme og en blæser. Læs mere om hårtørrere her
Prøv at bruge en større pose til at fylde varm luft i. Din variabel er posens størrelse.
Prøv at konstruere forskellige balloner med samme volumen, men forskellig masse. Din variabel er massen.
Virkningsfuld kompetenceorienteret naturfagsundervisning indeholder bl.a. elementer af problembaseret og elevstyret undervisning. Et greb, du som underviser kan bruge, er at implementere åbenhed, ved at stilladsere undersøgelserne med frihedsgrader.
Problembaseret og elevstyret undervisning er kendetegnet ved, at eleverne arbejder selvstændigt med egne undersøgelser. Eleverne skal finde egne svar, og det skal ikke være givet på forhånd, hvad de skal. Eleverne skal ikke reproducere eller genskabe allerede eksisterende undersøgelser.
Som underviser udvælger du en grad af frihed samt hvilket trin, den skal implementeres i. Astra opdeler en undersøgelse i følgende seks trin, hvor du kan arbejde med implementering af frihedsgrader.
Tilmeld dig Astras nyhedsbrev og få ny inspiration til din undervisning i naturfag og naturvidenskab - herunder de nyeste Testotek-undersøgelser