Hvorfor blir det mer is i glasset enn vann vi hadde oppi?

Elevene i fjerdeklasse i Lundamo skole har lagt merke til at vann utvider seg når det fryser. De lurer på om svarene kan ha noe med lufta, eller Mikke Mus-hoder (vannmolekyler) eller bakterier å gjøre. Les mer om prosjektet som sendte fjerdeklassen til finalen i Årets Nysgjerrigper 2003.

10. jun 2003 23:00
ÅNP 2003 finalist Lundamo skole - is i glass - fargeforsøk

Av 4. klasse ved Lundamo skole. Finalist i Årets Nysgjerrigper 2003.

Dette lurer jeg på!

Elevene i fjerdeklasse i Lundamo skole har lagt merke til at vann utvider seg når det fryser. De lurer på om svarene kan ha noe med lufta, eller Mikke Mus-hoder (vannmolekyler) eller bakterier å gjøre. De gjorde et forsøk med to syltetøyglass; et med masse luft i og et uten. Det med luft i sprakk ikke, og derfor tror de at isen sprenger oppover for å få luft. Det med lokk sprengte. Hvorfor og hvordan skjer dette?

Hvorfor er det slik?

Arbeidet med hypotesene begynner med at klassen lager en liste over alt de vet om vann og is fra før. Blant annet så vet elevene at vann blir til is ved lav temperatur. De gjorde også en undersøkelse der de smeltet hardpakket snø og målte hvor mye vann det ble i forhold til lett snø.

Legg en plan for undersøkelsen

Klassen tror at de vet hvorfor det blir mer is enn vann i glasset når det speiker (fryser). De mener at det kan enten ha noe med lufta å gjøre, eller noen har hørt om de såkalt Mikke Mus-hodene i vannet som er årsaken til at isen utvider seg. Enda noen tror at det kan ha noe med bakterier å gjøre.

Klassen bestemmer seg å undersøke om luft nærmere og kommer fram til følgende hypotese: Luften er det viktigste i verden. Uten oksygen får vi ikke pustet riktig, og isen trenger også luft. Deretter gjorde de et forsøk der de fylte et syltetøyglass med vann, satt på lokket og fryste det ned. Hypotesen var at vannet ’døde’ dersom det ikke fikk luft, og derfor sprekker lokket og glasset.

Noen i klassen hadde sett på Plugg and play på NRK og at det fantes såkalte Mikke Mus-hoder i vannet. Kanskje det var disse som vokste når vannet frøs, og kanskje de formerer seg og blir flere? Klassen undersøkte dette nærmere og oppsummerte det de visste om Mikke Mus-hoder, blant annet at det består av tre komponenter (atomer) og at molekylet er for lite til å se gjennom et mikroskop.

Den tredje hypotesen som de arbeidet med, var om bakterier var årsak til at isen utvidet seg. Klassen så på bakterier i et mikroskop, og beskrev disse og oppsummerte hva de fant ut om bakterier.

Ut for å hente opplysninger

For å få svar på problemstillingen måtte de foreta undersøkelser. De hentet informasjon fra bøker, snakket med fagfolk og foretok ulike eksperimenter. Det første eksperimentet skulle testet ut hypotesen om luft var årsaken til at isen utvidet seg. De fylte et glass halvfull og frøs det ned, men glasset sprakk ikke slik som de forventet. Det ble satt en strek på glasset, og når vannet frøs var isen en centimeter over streken. Dermed hadde de bevist at vannet trengte ikke luft for å bli til is. Dessuten sendte klassen e-post til pugg and play-redaksjonen og en naturfaglærer ved skolen, og de svarte at isen ikke trenger luft for å bli større. ÅNP 2003 finalist Lundamo skole - is i glass - isfigurerFlotte isfigurer Neste undersøkelse skulle gi svar på om bakterier var årsak til at vann utvidet seg når det ble til is. De kjøpte forskergelé som de tilsatte bakterier, og de tok bakterier fra isen og andre ting for å se om det var bakterier der. Deretter tok de prøvene å satt de i varmeskap slik at de kunne vokse i varmen. I løpet av en uke var bakteriene blitt store og gule, og klassen så på prøvene gjennom et mikroskop. De fleste bakterier er runde, men noen er lange. Klassen hadde hatt bakteriene lenge i varmeskapet, men det var kalt først. Da de skrudde på varmen vokste bakteriene fort. Klassen ringte også til NTNU og fikk vite at bakterier liker seg best i + 15 – 25 grader Celsius. De så også at det er bakterier i vann og at de trives best i varmt vann. Bakterier trenger dermed varme for å leve.

Tredje undersøkelse var å se nærmere på hypotesen om at Mikke Mus-hoder kunne være svaret. Elevene prøvde å se molekylene gjennom mikroskop, men kunne ikke se noe. Ut ifra dette konkluderte de at dette muligens var lureri, eller at mikroskopet var for lite. Elevene tok kontakt med pugg and play og fikk vite at vann består av små partikler som utgjør en L-formasjon og at disse har et bestemt mønster. Når L’ene klumper seg sammen, tar de større plass. L er molekyler, og fra én bestemt vinkel ser de ut som Mikke Mus-hoder. En lærer på skolen forteller at Mikke Mus-hodet heter egentlig H2O, og består av en hydrogenboble og 2 oksygenbobler.

ÅNP 2003 finalist Lundamo skole - is i glass - ntnu/profKlassen på besøk hos NTNU og professor Liv Fiksdal Klassen dro også på besøk til NTNU og professor Liv Fiksdal i Trondheim. Sammen med henne laget klassen sine egne Mikke Mus-hoder av isopor-kuler og fyrstikker. Der lærte de også at læreren på skolen hadde sagt feil – det var én oksygenboble og to hydrogenbobler som hang sammen med et usynlig klister. Når man setter 6 Mikke Mus-hoder (molekyler) sammen i en ring, så er det is. I vann bruker molekylene å bevege seg i klumper, mens i isen så ligger de i store sirkler. Men i vann så henger ikke molekylene sammen, ’klisteret’ er ikke der. Derfor tar molekylene mindre plass. Professor Liv Fiksdal illustrerte dette ved å fjerne fyrstikkene/limet og klemme molekylene sammen til en klump. De gjorde mange ulike forsøk med molekylfigurene og lærte dermed hvordan Mikke Mus-hodene ser ut når is dannes og smeltes til vann igjen.

Dette har vi funnet ut! Klassen lærte at det finnes bakterier i vann, og at bakterier trenger varme for å vokse og leve. Hvis det er kaldt så vokser de ikke. Dermed kan det ikke være bakterier som gjør at isen vokser.

Det kunne heller ikke være luft som gjorde at isen vokser, fordi isen ble større selv om glasset var tett og uten luft.

Mikke Mus-hodene derimot, som egentlig heter molekyler, beveget seg ulikt i varmt vann og is. Molekylet består av ett oksygen- og to hydrogenbobler, og når det er is ligger de i sekskantede sirkeler. Da tar de større plass enn i vann når de ligger i klumper. Derfor er is større enn vann.

Fortell til andre

Klassen har laget en flott forskningsrapport med mange illustrasjoner; tegninger og foto fra forsøkene. Klassen har også utført kunst underveis med isfigurer i mange flott farger. De har også laget flotte dikt og tegneserier om vann, is og eksperimentene.