Julekalender

Faglig forklaringer til luker i julekalenderen

19. Desember – Julekule

Alle stoffer i universet er bygget opp av noen stoffer som kalles grunnstoff. Et atom er den minste mengden man kan ha av et grunnstoff. Atomer kan binde seg sammen med andre atomer (både med samme type og andre grunnstoffer) og danne større partikler som kalles for molekyler. Måten et molekyl er bundet sammen kan føre til at den elektriske ladningen blir forskjøvet, og molekylet får to poler med ulik ladning (+ og -). Et eksempel på et slikt polart stoff er et vannmolekyl (H₂O). Polare og upolare stoffer blander seg ikke sammen, f.eks. olje og vann. Noen molekyler kan derimot blande seg med både polare og upolare stoffer, fordi molekylet har både en polar og en upolar del.

Glyserol (C₃H₈O3) er en tykk, søt væske, som inngår i flere fett- og planteoljer. På grunn av glyserolmolekylets polare OH-grupper (hydroksylgrupper) kan det binde seg til vann. Noe som er viktig når vi skal lage en fin julekule!

18. Desember – Twist

Vi håper å få inn så mange registreringer som mulig, så vi kan se om det er merkbart forskjell på antallet også når man ser på svært mange poser. Registrer dine twist-tall her.

17. Desember – Hydrogenballonger

Hydrogen er det vanligste grunnstoffet i hele universet, og det letteste grunnstoffet i periodesystemet. Hydrogen er en svært brennbar gass. Blander man hydrogen og oksygen får man knallgass. Og sammen med luften rundt oss blir hydrogen også svært eksplosiv. Skal man jobbe med hydrogengass må man være ytterst forsiktig med alt som kan brenne eller antenne gassen.

Ved å blande aluminium med vann og natriumhydroksid kan vi lage hydrogengass. Reaksjonslikningen ser slik ut:

16. Desember – Kunstig snø

Natrium polyacrylat er et syntetisk polymer som kan absorbere 2-300 ganger sin egen vekt gjennom osmose. Stoffet blir derfor ofte brukt i bind og bleier. Dersom man tilsetter salt i blandingen vil det skje en omvendt osmose og den kunstige snøen oppløses.

15. Brusbalanse

Dette har å gjøre med hvor tyngdepunktet i boksen er. Dette har vi forklart på en tidligere video som ligger her

14. Desember – Treghet

Hvis vi gjør dette sakte, vil egget følge med dorullen og bli skjøvet til siden. Siden bevegelsen går så fort rekker ikke egget å “henge på” dorullen. Egget som ligger på toppen av dorullen har derfor lyst til å bli værende på samme sted selv om dorullen og pappen blir skjøvet vekk, i fysikken kalles dette treghet. På grunn av tyngdekraften faller det ned i glasset med vann vi har under. Grunnen til at egget flyter i det røde vannet og ikke i det blanke er at vi har blandet i en god del salt, som gir vannet økt massetetthet.

13. Desember – Papirrakett

For å få til dette har vi laget en utskytingsrampe av rør, med en trykkmåler og kuleventil, og en sykkelventil i enden. For å få papirraketten i riktig størrelse har vi brukt et plastrør i samme dimensjon som røret på utskytingsrampen. Raketten er bygget av et A4-ark og tre papirfinner, og i topp har vi brukt rakettupper som er 3D-printet. Alt er festet sammen med tape. Ved utskyting trer vi papirraketten over røret, pumper opp fra andre enden med sykkelpumpe til vi har 4-5 bar, før vi løser ut raketten ved å slå ned kuleventilen.

12. Desember – Eddik og natron-rakett

I denne raketten har vi blandet natron og eddik i en flaske, som vi har tettet med en vinkork. Når eddik og natron reagerer med hverandre og dannes CO₂-gass. CO₂-gassen tar opp større plass i flasken, og skaper et høyere trykk inne i flasken en utenfor. Når trykket blir for stort presser gassen ut korken og flasken fyker opp i luften.

11. Desember – Ikke-newtonsk væske

I dagens luke har vi blandet sammen vann og maisenna til en ikke-newtonsk væske. Slike væsker oppfører seg slik at når den blir påvirket av en fysisk kraft, vil viskositeten, altså hvor tyktflytende den er, endre seg. Når vi påfører krefter på maisennablandingen ved for eksempel å slå, kna eller røre i den, blir den så tyktflytende og hard at den virker som et fast stoff. Så fort vi stopper krafttilførselen vil den oppføre seg som en væske igjen og flyte utover. En slik blanding kalles av og til Oobleck, oppkalt etter den amerikanske barneboka Bartholomew and the Oobleck av Dr. Seuss.

10. Desember – Egg i glass

Flammen fra kakelyset varmer opp glasset og luften inne i kolben. Når luften varmes opp får luftmolekylene høyere energi og beveger seg hurtigere. Dette fører til at gassen tar større plass. Den varme luften blir dermed presset ut av kolben. Når egget tetter for åpningen av kolben, vil det etter hvert bli tomt for oksygen og flammen slukner. Da kjøles luften inne i kolben ned trekker seg sammen. Lufttrykket blir derfor mindre inne i kolben og høyere utenfor, og egget skyves dermed opp i glasset som en følge av trykkforskjellen.

For å få egget ut igjen må man skape et overtrykk inne i kolben. En måte å gjøre det på er å varme opp luften. Dette kan gjøres på ulike måter, vi har valgt å bruke gassbrenner. Nå luften inne i kolben varmes opp, vil den utvide seg og trykke egget ut av kolben.

9. Desember – Magisk brusboks

Brusboksen har et lite hull i siden hvor du på forhånd må klemme ut ca. halvparten av brusen. Brusboksen er ikke åpnet med dratappen, men har en liten sort lapp over åpningen for å skape en illusjon av at den er åpen. Når du rister forsiktig på brusboksen er det viktig at du holder over det lille hullet med fingeren din for at CO2-gassen ikke skal sive ut av boksen. Når man rister boksen vil trykket øke. Grunnen til dette er at trykket i boksen har blitt lavere når man laget det lille hullet og tømte ut brus. Når brusen ristes dannes det bobler som tar større plass, de gjør at trykket i boksen øker slik at de bøyde sidene spretter ut igjen.

8. Desember – Elefanttannkrem

Elefanttannkrem er egentlig ikke tannkrem for elefanter, men det kan kanskje se sånn ut. For å lage dette trenger du hydrogenperoksid (H2O2), kaliumjodid (KI) og oppvasksåpe. Hydrogenperoksid spaltes til oksygen (O2) og vann (H2O) når det blandes med jodid (I-). Reaksjonen skjer veldig raskt slik at oksygenet får oppvasksåpen til å skumme ut av kolben. Reaksjonslikningen ser slik ut:

7. Desember – Flyter fulle brusbokser?

Vanlig brus inneholder sukker. Vann med sukker er tyngre enn rent vann fordi det har høyere massetetthet, så boksen synker til bunns. I den andre boksen er det sukkerfri brus. I stedet for sukker brukes søtningsstoffene aspartam (E951) og acesulfam (E950). Det gjør at brusen har omtrent lik massetetthet som vann. Boksen veier litt, men har også litt luft inni seg, akkurat nok til at brusboksen uten sukker flyter, og brusboksen med sukker synker. Prøv selv!  

6. Desember – Rødkålsaft som indikator

Indikatorer er stoffer som forandrer farge i kontakt med sure eller basiske løsninger. Vi kan si at fargen endrer seg når pH-verdien til løsningen endrer seg. Rødkålsaft egner seg godt som indikator. Fargespekteret kommer tydeligst frem i basiske løsninger, hvor man kan få både gul, grønn og blå farge. I sure løsninger vil rødkålsaften få en sterk rødfarge.

Du kan teste ulike stoffer du finner hjemme ved å helle de over i en liten beholder og tilsette litt rødkålsaft. Dersom stoffene er i fast form bør du blande de ut i vann. Sitronsyre, brus, vaskemiddel og oppvasksåpe kan være fine stoffer å teste ut hjemme. Husk at sterke syrer og sterke baser kan være etsende på huden, så vær forsiktig!

5. Desember – Flyvende teposer

Når teposen brenner dannes det varme gasser som er lettere enn luften rundt. Ettersom de varme gassene er lettere enn luften rundt vil de stige oppover. Når det kun er en liten bit igjen av teposene er de lette nok til å stige opp i luften sammen med de varme gassene.  

4. Desmber – Stigende vann

Flammen fra telyset varmer opp glasset og luften inne i kolben. Når luften varmes opp tar den større plass, fordi luftmolekylene får større fart. Den varme luften blir dermed presset ut av kolben. Når telyset slukker vil resten av luften inne i kolben kjøles ned og ta mindre plass. Lufttrykket blir derfor mindre inne i kolben og høyere utenfor, og vannet skyves dermed opp i glasset som en følge av trykkforskjellen.

3. Desember – Möbiusbånd

Möbiusbåndet er et objekt som kun har én overflate og én ytterkant. Dette kan enkelt lages ved å vri endene i et rektangel og feste de sammen. Vridningen gjør at möbiusbåndet får den egenskapen at den forblir hel og legger seg flat når den deles i to langs midten.

2. Desember – Laservannstråle

Alt lys kan beskrives som stråler som sendes som rette linjer fra en lyskilde. Når lysstråler går fra et stoff til et annet, brytes lyset og strålene skifter retning. Det er for eksempel derfor et sugerør som står i et glass med vann ser ut som det har en knekk på seg (se bildet 1). Hvis lyset treffer overgangen mellom de to stoffene med for stor vinkel, vil alt lyset reflekteres tilbake, dette kalles en totalrefleksjon. Lyset fra laseren blir totalreflektert i vannstrålen. Når lyset treffer overflaten til vannstrålen blir det reflektert tilbake i vannet igjen. Det samme skjer når lyset treffer overflaten på den andre siden. Slik blir lyset “fanget” inne i vannstrålen. Vannet renner nedover, og bevegelsene fra vannstrålen gjør at lyset blir spredt i alle retninger slik at vi får en hel og fin lysstråle – som også er bøyd. For at effekten skal bli mest mulig synlig har vi tilsatt litt potetmel i vannet, slik at det er flere partikler lyset kan reflekteres fra.

1. Desember – Natrium i vann

Grunnstoffet natrium (Na) er plassert i den første gruppen i det periodiske system. Disse grunnstoffene kalles alkalimetaller og har til felles at de kun har ett elektron i ytterste skall. Dette gjør de veldig reaktive med mange andre stoffer, da de ønsker å bli kvitt det ene elektronet i det ytterste laget, jfr. oktettregelen. Når stoffer reagerer med hverandre og bytter på elektroner kalles det en redoksreaksjon. Natrium reagerer derfor kraftig med vann (H2O), og danner natriumhydroksid (NaOH) og hydrgengass (H2). Reaksjonen er sterkt varmeutviklende og gjør at natrium smelter og hydrogen antennes. Derfor ryker og smeller det. Nedenfor ser dere en illustrasjon på reaksjonen: