Hydrogensamfunnet og Hydrogen som energibærer

Hydrogen er det minste grunnstoffet i det periodiske system, med kun ett proton og ett elektron. Hydrogen eksisterer kun i kjemiske forbindelser på jorda, og regnes derfor ikke som en energikilde.

Vi kan si at hydrogen er en energibærer, fordi det er et stoff som brukes til å frakte energi fra ett ledd til et annet i en energikilde. Hydrogen kan også lagre energi til senere forbruk.

Hydrogen kan fremstilles ved elektrolyse av vann – der hydrogenet skilles fra de andre stoffene det er bundet til, ved at det sendes elektrisk strøm gjennom stoffene ved hjelp av en elektrolytt (som er strømledende væske) og to elektroder (som er to ulike stoffer der den ene er negativ og den andre er positiv ladet).

Hydrogen kan også framstilles fra ikke-fornybare kilder som kull, olje eller naturgass. Denne metoden resulterer i en del utslipp som gjør stor skade på miljøet. Utslippene kan imidlertid reduseres ved å reformere naturgassen og deponere (overgi) karbondioksid.

I Norge er vi ute etter å oppnå et ”hydrogensamfunn” – fordi bruk av fornybare energikilder, med hydrogen som energibærer og brenselceller som energiomformer, gir ingen skadelige utslipp for miljøet.

Et av de mange tiltakene er å benytte seg av hydrogen som drivstoff i transportsektoren – som kun gir utslipp av vann (H20) og ikke karbondioksid (CO2). Problemet er at bilindustrien ikke tør å satse fullt på hydrogendrevne biler før det finnes hydrogenstasjoner. For hvem vil kjøpe biler før de har et sted å fylle? Og hvem tør å bygge hydrogenstasjoner før det finnes kunder? Så selv om hydrogen kan transporteres og lagres i væske-, gass- og i fast form, er den foreløpig ikke konkurransedyktig med bensin. Et viktig skritt på veien til hydrogensamfunnet er derfor å utvikle gode og billige løsninger for lagring og transport av store mengder hydrogen.  

DRIVHUSEFFEKT 2.4

Drivhuseffekten er grunnlaget for livet på jorda. En jordklode uten drivhusgasser i atmosfæren ville ha hatt en gjennomsnittstemperatur på - 19 grader celcius. Mediene omtaler drivhuseffekten som et stort problem, men det handler om virkningene som et resultat av en økning av drivhuseffekten. Det er fremdeles stor uenighet blant forskerne om økningen av drivhuseffekten er et direkte resultat av menneskelig påvirkning.

HVORDAN OPPSTÅR DRIVHUSEFFEKTEN?

Det finner vi ut ved å undersøke hvordan synlig lys og varmestråling slipper igjennom en glassplate. Vi skal også se hvordan drivhuseffekten kan gi økt temperatur. 

Utstyr Forsøk 1:

• Kokeplate
• Glassplate, min - 30 X 30 cm
• Plastfolie
• To termometre
• Sollys eller en annen lyskilde
• To like plastbokser
• Vann

Fremgangsmåte:

Det første jeg gjorde var å holde opp en glassplate opp mot sollyset eller et lysstoffrør, slik at vi kunne se om det synlige lyset ble hindret av glassplata. Jeg valgte å utføre dette forsøket på skolekjøkkenet, og la merke til at noe av det synlige lyset ble hindret av glassplata, men til liten grad. 

Gassplaten i dette forsøket kan sammenlignes med jordas atmosfære, som består av klimagasser som vanndamp, karbondioksid, ozon, lystgass og metan. Når de elektromagnetiske strålene fra sola treffer øvre del av atmosfæren blir en stor andel av strålene med kortest bølgelengde (UV stråling) reflektert tilbake og ut i atmosfæren igjen, imens atmosfæren på samme tid hindrer i at varmestrålingen i å slippe ut. 

Deretter skulle jeg skru på en kokeplate på middels varme. Jeg holdt så hånden min over kokeplata med stor forsiktighet. Så skulle jeg plassere glassplaten mellom kokeplata og hånden min, der jeg merket at temperaturen hadde sunket betydelig. Det var fordi mye av varmestrålingen fra kokeplata ble reflektert tilbake i glassplata, og fungerte derfor på samme måte som drivhuseffekten.

Så skulle jeg legge to termometere i hver sin plastboks, for så å undersøke temperaturen. De ble begge i underkant av 20 grader celcius. Jeg dekket så den ene boksen med plastfolie og plasserte dem under et annet lysstoffrør (taklampe). Jeg antok at plastfolien ville reflektere strålingen fra lysstoffrøret og dermed øke temperaturen. Hypotesen var korrekt, siden boksen med plastfolie ble litt varmere, om lag 22 grader celcius, enn den boksen som ikke var dekket av plastfolie. Den ble målt til 21, noe som er lite, men likevel betydelig. 

HVA SKJER MED HAVNIVÅET NÅR TEMPERATUREN STIGER? 

Det finner vi ut ved å undersøke hva som skjer med vannivået i to like store plastbokser når like store mengder is smelter. 

Utstyr F2:

• To like plastbokser
• To isblokker
• To steinblokker
• Vann

Fremgangsmåte:

Jeg plasserte den ene isblokken ved siden av en steinblokk i et av plastboksene, og fylte deretter med lunkent vann helt opp til kanten av glasskaret. 

I den første boksen der isbitene lå under vannet, endret ikke vann nivået seg, med tanke på at volumet og massetettheten minker i det vannet endrer seg fra fast form til flytende form. Om isen i Arktis vil smelte, som et resultat av den globale oppvarmingen, kommer isen som ligger under vann til å ta mindre plass, imens den 1/10 av isen som er synlig på overflaten vil fylle opp det som mangler. Jeg kan derfor konkludere med at havnivået vil forbli det samme om Arktis smelter. 

I den andre boksen der isbitene ikke er i kontakt med vannet, kommer vann nivået til å øke eller muligens renne over, som et resultat av økt temperatur. Grønland og Antarktis er begge store områder med innlandsis, der en potensiell smelting, som et resultat av den globale oppvarmingen, vil føre til en katastrofal oversvømmelse av store deler av konntinentet i Europa.    

2.3 STJERNEHIMMEL

Hensikt - Observere stjernebilder og stjernenes bevegelser.

1 - Karlsvogna er et stjernemønster, som utgjør en del av stjernebildet Store Bjørn. Den består av Store Bjørns syv klareste stjerner. Stjernebildet har fått navn etter keiser Karl den Store. 

2 - Polarstjernen, også kalt for Nordstjernen, Stella Polaris eller bare Polaris, er en synlig stjerne som er plassert nærmest himmelens nordpol.

Polarstjernen er den klareste stjernen i stjernebilledet Lille bjørn, og har en tilsynelatende lysstyrke på -8,^m6, som betyr at den er omtrent 2500 ganger så lyssterk som Solen. I det lyset når vårt solsystem, har det en intensitet som kun er på ca. 4x10^-9 Watt/m². Polarstjernen har derfor en gulhvit farge.  

Stjernen befinner seg for øyeblikket kun 1 grad unna den nordlige himmelpol, men det vil ikke vare på grunn av at jordaksens presisjon flytter det punktet som jordaksen peker mot himmelen. Det vil føre til at den nordlige himmelpol vil bevege seg langsomt i en sirkel (radius på 23 1/2 grad). Det tar circa. 26 000 år for himmelpolen å fullføre sirkelen. Det vil si at frem til år 2100 vil den nærme seg 28´, for så å fjerne seg igjen. Om 13 000 år vil himmelpolen befinne seg hele 67 grader fra Polarstjernen. Først etter 26 000 år vil jordaksen igjen peke mot polarstjernen.  

Polarstjernen er det vi kaller for en spektroskopisk trippelstjerne. Den første kan ses tydelig gjennom små teleskoper, og kalles for Polaris A. Den andre stjernen, Polaris B, kan sees gjennom mindre stjernekikkerter. Den tredje er derimot veldig vanskelig å se, noe som skyldes at den kretser meget tett på Polaris A og at den er mer lyssvak.  

3 - Etter noen timer endrer Polarstjernen og Karlsvogna plassering i forhold til min posisjon (utenfor huset mitt), imens de fremdeles ligger i samme posisjon i forhold til hverandre. 

4 - Det er en forskjell på hvordan vi oppfatter stjernebildene, basert på hvor vi ser de fra. De vil ha samme form, men kan oppfattes på ulike måter i sør, øst, vest og nord. Hvis vi bruker karlsvogna som et eksempel, så ser vi i Norge (nordhimmelen) en vogn, men i andre deler av verden vil den bli observert fra en annen vinkel eller eventuelt speilvendes. 

5 - Kassiopeia ligger mellom stjernebildene Persevs og Kefeus, i tillegg til galaksen Andromeda. Kassiopeia består av fem stjerner i en W- formasjon, der to av dem er blant de mest lyssterke i vår galakse: p Cassiopeiae og V509 Cassiopeiae. I USA har Kassiopeia fått kallenavnet "McDonalds" fordi der er den speilvendt og oppfattes som en M, ikke W, som her i nord.  

6 - Andromediagalaksen består av 100 milliarder stjerner, og er foreløpig den eneste galaksen vi kan se utenfor vår egen galakse, Melkeveien, selv om den ligger 2,3 millioner lysår unna jordkloden. 

7 - Svanen (latin: Cygnus) inneholder mer enn 300 stjerner. Av disse dannes Nordkorset, som består av syv stjerner: Albireo, Deneb, Zeta Cygni, Gamma Cygni, Epsilon Cygni, Delta Cygni og Eta Cygni. En annen stjerne som er verdt å nevne er KY Cygni, som er en rødfarget (kald) kjempestjerne som befinner seg mer enn 5200 lysår fra vårt solsystem, og som har en diameter som er 1420 ganger større enn solens. Svanen inneholder den astrofysiske røngtenkilden Cygnus X-1, som antas å være forårsaket av et sort hull.

8 - Orion er et velkjent mønster på stjernehimmelen, og er oppkalt etter gudesønnen, samt jegeren Orion fra den greske mytologien. De tre lyssterke stjernene i midten heter Alnitak, Alnilam og Mintaka, bedre kjent som "Orions belte." Et velkjent begrep i nyere tider. 

9 - Under beltet finner vi Orions sverd. Det blir dannet en del stjerner, noe som forklarer hvorfor det ser ut som en galaktisk fødestue. 

10 - Sirius (Kalt: Hundestjernen, a CMa, a Canis Majoris, Alpha Canis Majoris og a Canis Maioris) er himmelens mest lyssterke stjerne, om vi ser bort fra vår egen sol. Det er en dobbelstjerne i stjernebildet Store hund. Sirius befinner seg omtrent 8,6 lysår fra vårt solsystem. Vi kan dele stjernen inn i Sirius A (lik funksjon som sola, men mye større) og Sirius B (lik størrelse som jorda, men har blitt forvandlet til en hvit dverg fordi den er i ferd med å dø). 

Enkelte planeter er mer lyssterke enn Sirius, som for eksempel Venus og Merkur. Planetene er ikke selvlysende, men reflekterer solstråler. De hvite skyene til Venus reflekterer mye lys, så Venus lyser sterkere enn de andre planetene og er mer synligere enn de andre planetene. Venus går i bane nær solen, og vi kan se den på himmelen før soloppgang og- eller etter solnedgang. Planeten kalles for "Morgenstjernen" på morgningen og "Aftenstjernen" på kvelden. 

11 - En planisfære er kort fortalt et roterende stjernekart, med to justerbare skiver som roterer på et felles pivotpunkt. De kan justeres for å vise synlige stjerner for ulike tider og datoer, og er et vanlig verktøy som tas i bruk for å få mer kunnskap om stjerner og stjernebilder. Grekerne i det gamle Hellas tok i bruk et lignende verktøy med lik funksjon, nemlig astrolabium. 

ELEVØVELSE 2 - ELEKTROMAGNETISK STRÅLING

Dette forsøket ble utført den 20 september, 2012.

Utstyr:

Håndspektroskop

Lighter

Mobiltelefon

Lysrør - Sparelampe

Gassrør - Magnesiumstråd

Sola

Forsøk 1 - Mikrobølger er centimeterlange (30cm - 1mm) elektromagnetiske bølger om dannes kunstig ved å bringe elektroner til å vibrere med hastigheter som tilsvarer mikrobølgefrekvensene (1-300 GHz). Prinsippet går ut på å danne en elektronstråle i et lufttomt kammer eller kanal, og deretter få elektronene til å "sjangle" eller gå i ring ved å påvirke strålen med sterke magnetfelt.

Vi ønsker å finne ut om aluminium, som er et ledende materiale, enten stopper eller reflekterer elektromagnetisk stråling. I dette tilfelle - mikrobølger. Vi pakket derfor inn mobiltelefonen vår i aluminiumsfolie, for så å ringe, men fikk beskjed om at den ikke var tilgjengelig. Vi kan dermed konkludere med at  aluminiumsfolie er et ledende materiale som hindrer mikrobølgene i å nå fram til telefonen. 

Forsøk 2 -

Vi skulle nå bruke håndspekteret til å se på et lysrør, som er gassfylte glassrør som brukes som lyskilder i lamper og annen belysning. Lysrør er gjerne fylt med kvikksølv, neon eller argon. Vi antar nå at det er fylt med neongass.

Vi antar derfor at vi kommer til å se et linjespekter, fordi i det vi sender strøm gjennom et glassrør fylt med neongass, ser vi lys med bare noen helt bestemte bølgelengder.

Vi fikk rett. Grunnen til at det kalles for linje- eller emisjonsspekter er fordi spektrallinjene er lyset fra utsendte fotoner. De mørke båndene viser derimot hvilke frekvenser lysrøret mangler og hvilke farger som kan se feil ut i dette lyset.

Forsøk 3 -

Så skulle vi sjekke ut hva slags spekter vi fikk i det vi skulle sjekke ut sollyset. Jeg forventet å se et emisjonsspekter eller et linjespekter som det også kalles, med tanke på at sollyset er en type gass. Dessverre tok jeg helt feil. Det er sant at alle gasser viser et emisjonsspekter - så lenge trykket i gassen ikke blir for høy. Hvis trykket blir for høyt vil de forskjellige energinivåene ligge så tett at vi vil se et sammenhengende spekter. 

Vi så likevel en del mørke linjer i det sammenhengende fargemønsteret. Det kalles for et absorpsjonsspekter. Lyset fra solen passerer gjennom et lag med kjølig gass (solatmosfæren). Atomene i gassen absorberer fotoner som har nok energi til at elektronene kan hoppe til et skall lengere ute. Etter dette faller elektronet tilbake til et skall nærmere kjernen igjen. Da mister atomet energi. Denne energiforskjellen sender atomet ut som elektromagnetisk stråling – nemlig UV- stråling. Øynene våres klarer ikke å registrere en slik stråling, fordi den har en kortere bølgelengde enn synlig lys. 

Forsøk 4 - 

Her skulle vi tenne på en lang magnesium tråd, som er et grunnstoff, der det kjemiske symbolet er Mg, imens atomnummeret er 12. Når vi tenner på et rent grunnstoff, vil det medføre at spekteret blir sammenhengende siden det ikke er noe mangel på grunnstoff. 

Vi så en tydelig oversikt over de fleste fargene, der alle lyste sterkt. Blåfargen skilte seg likevel ut, noe som tilsier at magnesium har kortere bølgelengde og bruker derfor mer energi.   






Hva kunne vi ha gjort annerledes?

Vi kom frem til at det kunne ha blitt mer effektivt om vi hadde utført eksperimentet ved kveldstid, slik at vi kunne unngå strølys. 

ELEVØVELSE 1 - ØKOSYSTEM I LAVLAND

Utstyr:

- Speilrefleks kamera - D4O 
- NDLA 
- Lærebok

Dette økosystemet ligger på Darbu, et lite tettsted i Øvre Eiker. 

Det er et lite og avgrenset område med ytre faktorer som forstyrrer miljøet, noe som vil si at endringene i dette økosystemet faller innenfor det vi kaller for sekundærsuksesjon. 

Eks: Ulike lavarter har vokst direkte på stein og berg, og siden de er lyskrevende arter som har stor evne til å spre seg, kan vi si at de er typiske pionerarter i en sekundærsuksesjon.






Det pionerartene har til felles, uansett type suksesjon, er at de næringskrevende plantene vil dominere fordi konkurransen om næring er liten i denne fasen. De abiotiske faktorene som påvirker i dette tilfelle er jordsmonn.

Det vil si at denne delen av økosystemet befinner seg i konsolideringsfasen, siden vi ser et stort mangfold av ulike arter (f. eks tretyper) som furu, bjørk og løvetre.

Det siste stadiet i suksesjonen kalles for klimaksfasen, og viser hvordan endringene i et samfunn av organismer, med abiotiske faktorene i miljøet som omgir dem, vil etter en vis tid føre til stabilisering, der sammensetningen av arter forblir uforandret i flere generasjoner. 

Granskog er det vanligste klimaks- samfunnet i Norge. På bakgrunn av at jeg så flere grupperinger med grantrær, ønsker jeg derfor å konkludere med at dette økosystemet befinner seg i begynnelsen på klimaksfasen.

  

I dette økosystemet finner vi ingen kompliserte næringskjeder, på grunn av mangel av organiske næringsstoffer og det faktum at området er avstengt og gir stor mangel på sollys. 

Det har ført til at produsentene (de grønne plantene) ikke får lagd nok organiske stoffer av uorganiske stoffer, noe som er nødvendig for andre levende organismer som trenger organiske næringsstoffer. Vi finner likevel enkelte første forbrukere som maur og edderkopper, men dessverre ingen andre- og tredje forbrukere som rovdyr.  

ROLLESPILL - EN AKTIVIST

Å beskytte den lille ulvebestanden i Norge ble tidligere sett på som et nødvendig tiltak, der målet var å unngå potensiell utryddelse av den "Skandinaviske"- ulven. Nå har det derimot blitt bekreftet at ulvene er av russisk opprinnelse. Tiltakene bør derfor revurderes. 

- Forskning

Det har vært problematisk å få inn nytt genetisk materiale, med tanke på at alle forsøk på innvandring fra øst har siden 1991 blitt stanset av både lovlig og ulovlig jakt. 

Forskere har registrert sterile hanner, individer med medfødte feidannelser i skjelettet, individer med hjerte og nyresvikt, samt redusert kullstørrelse fra seks til fire. 

Er det etisk og biologisk forsvarlig? Bør vi frede en bestand av degenererte individer som åpenbart påføres store lidelser på grunn av innavl?

- Beskyttelse av buskap

Det er uforsvarlig å øke ulvebestanden så lenge det ikke er nok byttedyr, for naturligvis vil ulvene vende nesen mot de andre alternativene, som f.eks husdyrene. 

Det siste rapporterte angrepet på sau skjedde den 14 juli, 2012, på et småbruk i Kongsvinger. To lam mistet livet. De antok at det var en enslig ulv eller en fra flokken i Aurskog- Høland som hadde vært på ferde. Småbruket lå innenfor ulvesona, så var lite eller ingen hensikt i å søke fellingstillatelse. 

Familien har drevet på med sauer i flere generasjoner, men etter den episoden ble det slutt for slutt for Tangen. Han ønsket ikke å risikere flere uskyldige dyreliv. 

- Ulv i Norge er fremdeles en mulighet

Det er slik at kun 23% av nordmenn kan akseptere at de lever mindre enn 10 km fra ulveområder, og hele 66 % er fullstendig eller delvis enige at de ville bli bekymret for familiens sikkerhet hvis de levde i ulveområder. 48 % av respondentene svarer at de er << svært redd for ulv >>, og 40 % svarer at de er << litt redd for ulv >>. 

Det er likevel en stor del av den norske befolkning som ønsker å beholde ulven. Vi bør derfor opprette store, inngjerdete reservater, der vi kan kjøpe inn et tilstrekkelig antall friske individer av samme genetiske opphav fra Russland for en brøkdel av det ulveforvaltningen koster i dag. Vi får ha ulv i Norge, uten at noen uskyldige liv går tapt, verken av ulver eller husdyr.

DEBATT

Hei! 

I løpet av det kommende semesteret, fra uke 34 til uke 50, skal jeg, en medieelev  som går det tredje og siste året på Åssiden videregående skole, skrive om blant annet; økosystemet. 

Skal vi ha ulv i Norge? Hva slags framtid mener du at ulven bør ha i Norge? Skal vi la ulven leve uforstyrret? Eller skal vi regulere ulvens utbredelse? Bør vi fjerne ulven helt?

I debatten skal det komme frem ulike synspunkter for og i mot en økende ulvebestand. Jeg skal komme med motargumenter, men vil likevel klargjøre at jeg er for en økende ulvebestand. Vi skal gjøre en del forberedelser som skal resultere i et skriftlig produkt (blogg). Det tilsier at jeg kommer til å `rable`ned en del skribleier som øker mitt kunnskapsfelt innenfor dette temaet. Det skal brukes som et informasjonsgrunnlag og som oppsummering til debatten. 

Vi har tre roller. For, mot og ordstyrer. De som har valgt rolle nr. 1 skal ha rollen som en forsker, som sitter med mye kunnskap om ulver og sitter med svaret på hvordan en skal øke ulvestammen. Dersom du velger rolle nr.2, noe som jeg har gjort, skal du forestille en aktivist som er mot bevaring av ulvestammen. Rolle nr. 3 er den som skal sørge for at debatten går som smurt. Med andre ord, lage en innledning, forberede 10/ 15 spørsmål som skal besvares av de som deltar i debatten og levere det skriftlige dokumentet til læreren før debatten starter.