Forsøk: Fuktprosent, massetettleik og overflatebehandling
Til læraren: informasjon om forsøket
Forsøket er eit tverrfagleg opplegg mellom matematikk og naturfag. Forsøket kan inngå som ein del av naturfagforsøket "Overflatebehandling av tre".
Forsøket blir gjort i to omgangar. Først blir materiale måla og vegne før dei blir lagde i vatn. Dei ulike klossane bør ligge i vatn i minst fire timar før dei blir vegne på nytt, men dei kan godt ligge ein dag eller tre.
Forslag til tidsbruk: 2 skuletimar på første delen og 1 skuletime på den andre. I tillegg kjem tid som blir brukt til å arbeide med teoristoffet.
Prøv med ulike tremateriale og/eller tremateriale med ulik overflatebehandling. Til dømes er det interessant å sjå på forskjellen på ein trekloss som er måla på alle seks flater, og ein trekloss som er måla på dei 4 sideflatene, men ikkje på dei to endeflatene (flatene med endeved). Vi tilrår at de tek med ein kloss av Cu-impregnert materiale i forsøket. Teglstein, lettbetong og betong kan òg testast. Det går òg an å gjere forsøket med tekstil, men då er det vanskeleg å berekne massetettleik. Så trengst det éin eller fleire metallbitar der elevane berre skal rekne ut tettleiken og prøve å finne ut kva metall det er snakk om, ut frå ein tettleikstabell.
For å vege materiala er det fordel å ha ei vekt som går opp til cirka 5 kg dersom tyngre byggemateriale blir testa.
Elevane kan arbeide saman to og to. Etter kor mange vekter som er tilgjengeleg, kan forsøket gjerne organiserast i fleire arbeidsstasjonar med éi vekt per stasjon. Elevane kan levere rapport digitalt, eller dei kan levere inn eit utfylt arbeidsark, sjå filvedlegget nedst på sida. Filvedlegget er uansett greitt å ha slik at elevane har noko å notere på under forsøket.
Dersom de har tilgang på ein fuktmålar, kan elevane samanlikne fuktprosentane sine med den prosenten fuktmålaren gir.
Alternativ framgangsmåte: Lærar har lagt nokre av materiala i vatn på førehand slik at elevane kan måle både på materiale som har lege i vatn, og på materiale som ikkje har lege i vatn, samtidig. Då må elevane samanlikne massetettleikane til tørt og vått materiale, og/eller klossane av same type må vere like store.
Teori
Volumet av eit rektangulært prisme
Eit rektangulært prisme er det vi tenker på som ein firkanta kloss der alle vinklane er 90°, slik som figuren viser. Ein formel for volumet V av eit slikt prisme er
der l er lengda, b er breidda og h er høgda av prismet.
På figuren har vi at , og . Då får vi at volumet av prismet er
Massetettleik
Vi reknar ut massetettleiken mt (eigenvekta) til ein kloss ved å dele massen m (vekta) på volumet V:
Dersom klossen på teikninga over veg 10 g, blir massetettleiken
Legg merke til at måleininga for massetettleik, , får vi ut frå måleininga til massen (g) og til volumet ().
🤔 Tenk over: Kva blir måleininga for massetettleiken dersom massen blir målt i kg og volumet i L?
Forklaring
Måleininga blir .
Massetettleiken til nokre materiale
Materiale | Tettleik, |
|---|---|
gull | 19,3 |
bly | 11,3 |
sølv | 10,5 |
kopar | 8,9 |
messing | 8,4–8,7 |
jern | 7,9 |
tinn | 7,3 |
sink | 7,1 |
titan | 4,5 |
aluminium | 2,7 |
magnesium | 1,7 |
| vatn | 1,0 |
| trevirke av gran | 0,4 |
Kort om å finne prosenttalet
Døme
Eit typisk spørsmål kan vere: Kor mange prosent er 5 g av 20 g? Då må vi finne forholdet mellom dei to tala:
I desimaltalet står 2-talet på tidelsplassen og 5-talet på hundredelsplassen. 0,25 er derfor det same som 25 hundredelar.
Sidan prosent betyr "hundredel", er 5 g 25 prosent av 20 g. Vi kan rekne det ut ved å multiplisere desimaltalet med 100. Heile reknestykket blir
Fuktprosent
Fuktprosenten i eit materiale er kor mange prosent vekta av vatnet i materialet utgjer av totalvekta av materialet (inkludert vatnet).
Døme på utstyr
klossar av
gran eller furu, ubehandla
gran eller furu, ikkje behandla på endeflatene
gran eller furu, behandla på alle seks flater (desse tre første klossane må vere av det same materialet)
Cu-impregnert treverk (ikkje måla)
teglstein
betong
lettbetong
kryssfinerplate
andre materiale det er tilgang på
tekstil
ukjend metallgjenstand
bøtte eller kasse til å bløytlegge materiala i
ei eller fleire vekter der minst éi toler 5 kg og har nøyaktigheit på 0,01 kg
tommestokk/linjal og skyvelære
Innleiande oppgåver
Set opp ein hypotese om kva for ein av klossane du trur trekker til seg prosentvis minst vatn, og kvifor.
Set opp ei rekkefølge på treklossane etter kor mykje vatn du trur klossane prosentvis trekker til seg.
Gjett kva slags metall det er i den eller dei metallklossane du skal måle på.
Framgangsmåte
Ta gjerne bilete undervegs i forsøket for å bruke i rapporten som skal skrivast til slutt.
For alle klossane gjer du følgande:
Veg klossen.
Mål lengde, breidde og høgde av klossen.
Rekn ut volumet V av klossen.
Rekn ut massetettleiken mt av klossen.
For dei klossane som skal leggast i vatn, gjer du følgande:
La klossen ligge i vatn i nokre timar.
Veg klossen på nytt.
Rekn ut kor mykje vatn klossen har soge opp.
Rekn ut fuktprosenten i klossen.
Dersom du har tilgang på ein fuktmålar: Mål fuktprosenten i klossen.
Diskusjon
Stemde hypotesen din om kva kloss som trekte mest vatn prosentvis?
Fekk du same rekkefølge på klossane når det gjeld kor mykje vatn dei trekker prosentvis, som du gjetta på før forsøket? Beskriv eventuelle forskjellar.
Har overflatebehandlinga noka betydning for kor mykje vatn klossane trekte? Kva kan du seie om overflatebehandling ut frå forsøket?
Lag ei grafisk framstilling som viser korleis dei ulike klossane trekker vatn.
Gjetta du rett på kva slags metall du målte på?
Dersom du brukte ein fuktmålar: Stemmer resultata med fuktmålaren med resultata du fekk ved å måle og vege klossane? Kvifor stemmer eventuelt ikkje resultata overeins?
Ekstra: Vis korleis du kan rekne ut fuktprosenten utan å rekne ut kor mykje vatn klossen har soge opp, ved å dele vekta av klossen etter vassoppsug på vekta av klossen då han var tørr.
Lever rapport på forsøket.