Gå til hovedindhold

Brug hovedet - brug låget

I dette forsøg skal du lade to gryder koge om kap - et med og et uden låg.
 

Teknologi eller teknisk udstyr der bruges i forsøget

Et stopur kan både være en digital eller analog lav-teknologi. Der er mekaniske stopure, som er drevet ved at trække en fjæder op. Så er det digitale stopure, der bruger en krystaloscillator, hvis svingninger er ved en bestemt frekvens, således at tiden kan måles næsten ufatteligt præcist. Læs mere om stopure her

Termometre, der er baseret på væskesøjler, er en analog lav-teknologi. Her benyttes en væske som kviksølv, der har en høj udvidelseskoefficient og derfor fylder væsentligt mere når temperaturen stiger. Dette kommer til udtryk ved at væskesøjlen stiger.

Inspiration til variable du kan arbejde med i forsøget

Prøv at isolere din gryde på forskellig vis. Din variabel er isoleringen.

Prøv at bruge en gryde med en ujævn bund og en gryde med en plan bund. Din variabel er bundens form.


Vejledning til forsøget


Materialer du skal bruge

  • To ens kogeplader
  • Et litermål
  • Et termometer
  • Et stopur
  • En stor skål/gryde

Hvis du ikke har to ens gryder kan du alternativt gennemføre forsøget to gange - én gang med låg og én gang uden. Husk blot at lade gryden køle helt af mellem forsøgene og sørg for, at vandet har helt samme starttemperatur begge gange.

Aktivitetsvejledning

  1. Fyld mindst 4 liter koldt vand i den store gryde eller skål og rør rundt.
  2. Fyld 2 liter vand i hver af de to gryder fra den store gryde.
  3. Mål temperaturen af vandet i de to gryder.
  4. Den skulle gerne være den samme, da vandet kommer fra den store skål/gryde.
  5. Læg låg på den ene af gryderne.
  6. Placér gryderne på hver deres kogeplade og skru samtidigt helt op for varmen.
  7. Start stopuret, og notér tiden for, hvornår vandet koger i henholdsvis gryden uden og med låg.

Dataopsamling

Prøv at svare på følgende spørgsmål:

  • Kan et forsøg med kogende vand lære os at spare tid og energi? 
  • Hvad gør vi mennesker for at holde varmen?
  • Hvad vil det sige at isolere?
  • Hvilken gryde tror du vinder kapløbet?

Faglig forklaring

Regn på energien
Som du måske havde forudset, begyndte gryden med låg at koge først. Men hvor meget energi gik der egenligt til at varme vandet op? Det er nemt at beregne, hvor meget varmeenergi (Evarme) der minimum skal til for at bringe 2 liter vand i kog, når man kender vands varmekapacitet (cvand). Man benytter blot denne formel:

Evarme = (Tslut - Tstart) · cvand · mvand

Vands varmekapacitet (cvand) er 4,2 KJ/kg/°C, hvilket betyder at man skal bruge 4,2 Joule energi for at hæve 1 kg vands temperatur med 1 °C. De andre størrelser, der indgår i formlen, kan vi let finde frem til. Vandets start temperatur (Tstart) noterede du i begyndelsen af forsøget og sluttemperaturen (Tslut) er selvfølgelig 100 °C, da vand jo som bekendt koger ved denne temperatur. Massen af 2 liter vand er blot 2 kg. Hvis vi siger, at starttemperaturen var 15 °C får vi altså alt i alt regnestykket:

Evarme = (100 °C - 15 °C) · 4,2 KJ/kg/°C · 2 kg = 714 KJ

Hvilket vil sige, at der minimum skal 714 KJ til at få 2 liter vand på 15 °C i kog. Dette svarer til den mængde energi en alm. lyspære (40 watt) bruger, når den lyser i 5 timer!

Spildt energi...
Beregningerne ovenfor gav os kun en ide om, hvor meget energi, der mindst skal til at koge 2 liter koldt vand. Meget af den energi kogepladen leverer går dog ikke til at varme vandet op, men til at varme gryden og luften i køkkenet op. Så energiforbruget er reelt set meget højere end de 714 KJ vi fandt frem til. Især gryden uden låg taber en masse energi, det meste forlader gryden sammen med vanddampen. Hvis man vil lave mere præcise målinger af energiforbruget for de to gryder må man slå kogepladens effekt (energiforbrug per tid) op i brugsanvisningen for komfuret og ud fra den beregne, hvor meget energi der er gået til at bringe gryderne i kog.

... og spildt tid
De to ens kogeplader leverer den samme mængde energi per tid til gryderne. Forskellen i kogetid må derfor være et udtryk for forskellen i, hvor meget spildenergi, der forlader gryderne uden at bidrage til opvarmningen af vandet. Hvis der for eksempel er 30 procent forskel i kogetiden, så er der altså 30 procent forskel i energiforbruget. Ved at koge med låg kan du altså både spare tid og energi!

Energi og CO2
Du har sikkert hørt, at det er vigtigt at spare på strømmen og på energien. Ved at spare på energien kan du være med til at sikre, at der slippes mindre CO2 ud i atmosfæren. En stor del af den strøm, der produceres i Danmark, produceres nemlig ved, at brænde kul af og i den forbrænding frigøres drivhusgassen CO2, der er med til at øge drivhuseffekten.