Sisällys Maan aarteet 7 1 Planeetta kuin aarrearkku...8 2 Kallioperä koostuu kiilajeista...12 3 Kiet rakentuat mineraaleista...16 4 Maaperä koostuu maalajeista...20 5 Ihminen hyödyntää Maan aarteita...24 6 Luonnonarat...28 Raaka-aineesta tuotteeksi 35 7 Seos ja puhdas aine...36 8 Seoksen aineet oidaan erottaa...40 9 Malmista metalliksi...44 10 Öljystä muoiksi...48 11 Tuotteiden elinkaari...52 12 Kierrätys ja ongelmajätteet...56
Sähköllä aloa, lämpöä ja liikettä 61 13 Virtaa piirissä...62 14 Sarjakytkennässä yksi irtapiiri...66 15 Rinnankytkennässä monta irtapiiriä...70 16 Magnetismi...74 17 Sähköllä liikettä liikkeestä sähköä...78 18 Sähkön käytössä terettä järkeä...82 19 Hankaamalla sähköiseksi...86 Energia arjessa 91 20 Energia ei häiä...92 21 Miten sähköä tuotetaan?...98 22 Miten generaattoria pyöritetään?...102 23 Energiaa säästämään...106
F Y S I I K K A K E M I A Maan aarteet Ihminen saa raintonsa ja taritsemansa materiaalit Maan kamaralta. Ihminen itsekin on rakentunut aineista, jotka kiertäät maapallolla. Tässä jaksossa tutustutaan Maan kerroksiin ja niiden arokkaisiin aineisiin.
1 Planeetta kuin aarrearkku Maapallon synty ja rakenne Maapallo syntyi aaruuden pölystä noin iisituhatta miljoonaa uotta sitten. Aluksi se oli kokonaan sulaa kiiainesta. Vähitellen sulan kiiaineksen pinta jäähtyi ja muodosti kiinteistä kiilaatoista koostuan kuoren. Maapallon kiinteää kuorikerrosta kutsutaan kallioperäksi. Kuorta ja sisäydintä lukuunottamatta maapallo on sulaa, kuumaa metallia, pääasiassa fysiikka nikkeliä ja rautaa. Sulan raudan irtaukset maapallon sisällä tekeät Maasta magneettisen. Hidasta liikettä Maankuoren alla on sulaa kiiainesta, magmaa. Magman irtaukset aiheuttaat maankuoren laattojen hitaan liikkumisen. Kun laatat hitaasti ajautuat toisiaan päin, syntyy poimuuoristoja. Alueilla, joissa laatat erkaneat toisistaan, syntyy uutta merenpohjaa. Laattojen rajakohdissa esiintyy maanjäristyksiä ja tuliuoria, joista sulaa kiiainesta oi purkautua maanpinnalle. sisäydin ulkoydin aippa / sula kiiaines laatoista koostua kuori Maapallo koostuu kerroksista, joista kuori ja sisäydin oat kiinteää ainetta. Kuori on Maan kokoon errattuna paksuudeltaan kuin omenan kuori. 8 Fysiikan ja kemian polku 6
Magman liikkeet aiheuttaat toisaalla laattojen erkanemisen ja toisaalla poimuuoristoja synnyttäiä laattojen törmäyksiä. Laattojen saumakohdissa maanpinnalle oi syntyä tuliuoria, joista purkautuaa sulaa ja kuumaa kiiainesta kutsutaan laaaksi. Aineet kiertäät maapallon pinnalla Maapallolta on löydetty noin 90 alkuainetta, ja niistä on syntynyt altaa määrä erilaisia yhdisteitä. Maapallo on siis todellinen aineiden aarrearkku. Maa on ainoa planeetta, jolla on todistetusti elämää. Lukemattomat eliöt oat rakentuneet erilaisista aineista. Eliöt saaat kaikki taritsemansa aineet maapallolta ja luouttaat ne takaisin aineiden kiertoon kuollessaan. Maapallon alkuaineita kemian merkkikielellä rauta happi pii magnesium nikkeli alumiini Fe O Si Mg Ni Al Maan aarteet 9
Tutkimuksia KIERTOLIIKETTÄ Tee näin Aseta puupalikat pöydälle hieman toisistaan erilleen. Kokeile, että kulho pysyy puupalikoiden päällä. Ota kulho pois ja aseta lämpökynttilä palikoiden äliin. Sytytä kynttilä. Kaada kulho puolilleen ruokaöljyä ja aseta se puupalikoiden päälle. Purista pipetistä hieman elintarikeäriä kulhon pohjalle. Tarikkeet tulenkestää lasikulho kaksi puupalikkaa pipetti lämpökynttilä nestemäistä elintarikeäriä ruokaöljyä Mitä kulhossa tapahtuu? Mistä ilmiö johtuu? Minkä maapallon ilmiön olet tutkimuksella haainnollistanut? MAANJÄRISTYKSEN KESTÄVÄ RAKENNELMA Tee näin Rakenna korteista sinitarran aulla pulpetille noin 20 senttimetriä korkea, mahdollisimman kestää rakennelma. Aiheuta maanjäristyksiä heiluttamalla pulpettia sekä siusuunnassa että pystysuunnassa. Tarikkeet 20 30 pelikorttia sinitarraa Miten rakennelma kestää? Miten korteista oisi rakentaa ielä kestäämmän rakennelman? Eri rakennelmien kestäyyden ertailuun taritaan joka kerta mahdollisimman samanlainen järistys. Pohdi, miten oisit toistaa järistykset samanlaisina. Mitä pitää ottaa huomioon, kun rakennetaan alueille, joilla esiintyy maanjäristyksiä? 10 Fysiikan ja kemian polku 5
muut 7 % Tehtäiä magnesium 13 % rauta 35 % 1. Mistä maapallo on syntynyt? 2. Millainen on maapallon kuori? pii 15 % 3. Mikä aiheuttaa maankuoren laattojen liikkumisen? happi 30 % 4. Mitä laattojen liike oi aiheuttaa niiden rajakohdissa? 5. Mitä oit sanoa eri aineiden määrästä maapallolla? 6. Suunnittele, miten oit haainnollistaa maankuoren laattojen älisen törmäyksen. Koko maapallon yleisimmät alkuaineet oat rauta, happi, pii ja magnesium. 7. Ota selää maanjäristyksistä. a) Millaisella asteikolla järistysten oimakkuutta mitataan? b) Mikä on oimakkain koskaan mitattu järistys? c) Millaisia ohjeita ihmisille annetaan maanjäristysalueilla? d) Tapahtuuko Suomessa maanjäristyksiä? 8. Etsi tietoa jostakin tapahtuneesta maanjäristyksestä tai tuliuorenpurkauksesta. Missä, milloin ja miten se tapahtui? Mitkä oliat sen seuraukset? Miksi se on jäänyt historiaan? Miten samantyyppiseen luonnonkatastrofiin oitaisiin arautua paremmin? 9. Miksi Maan sisällä olea kiiaines pysyy sulana? 10. Pohdi, miksi ihmiset asuat toimiien tuliuorten lähellä tai maanjäristysalueilla, aikka saattaat olla hengenaarassa. Vuoristot syntyät maankuoren laattojen poimuttuessa. 11
2 Kallioperä koostuu kiilajeista Ikianhoja ja aian uusia kiiä Maankuoren mullistukset oat sekoittaneet kiiainesta. Kiiä tutkimalla saadaan tietoa muinaisista tapahtumista, koska jokaisen kien ominaisuuksiin aikuttaa se, miten ja missä kii on muodostunut. Vanhimmat tunnetut kiilajit oat noin neljä miljardia uotta anhoja. Uutta kiiainesta syntyy jatkuasti esimerkiksi tuliuorten purkauksissa. Kiilajien synty Kiilajien muodostuminen kestää kauan ja edellyttää koaa painetta sekä korkeaa lämpötilaa. Jähmettyneet kiilajit oat syntyneet sulan kiiaineksen eli magman jähmettyessä ja kiteytyessä. Kerrostuneet kiilajit oat syntyneet meren pohjaan kertyneen hienon kiiaineksen kerrostuessa. Kiiainesta rapautuu irti kalliosta, kun tuuli, sade ja lämpötilan KIVILAJIT jähmettyneet kiilajit kerrostuneet kiilajit muuttuneet kiilajit graniitti kalkkikii gneissi Kiilajit jaetaan kolmeen luokkaan syntytaan perusteella. Kiilajin syntytapa määrää sen rakenteen. 12 Fysiikan ja kemian polku 6
Suomen kallioperä on jääkauden muokkaamaa. Siinä näkyy monin paikoin jään kulkusuunnan mukaisia uurteita. aihtelut kuluttaat sitä. Virtaaan eden mukana se päätyy mereen. Meren pohjan koassa paineessa irtaimet maalajit tiiistyät uusiksi kiilajeiksi, kuten hiekkakieksi. Suomessa kerrostuneita kiilajeja esiintyy Koke mäenjoen ja Oulujoen alajuoksuilla. Muuttuneet kiilajit oat syntyneet jähmettyneistä tai kerrostuneista kiilajeista uorten poimuttuessa, kun mannerlaatat oat törmänneet toisiinsa. Tällaisia kiilajeja on paljon esimerkiksi Alpeilla sekä Ruotsin ja Norjan rajauoristossa Skandeilla. Suomen kallioperä Suomen kallioperää kutsutaan peruskallioksi. Se on poimuttunut moneen kertaan ja on jopa 1,5 3 miljardia uotta anhaa. Peruskallio sisältää erilaisia jähmettyneitä kiiä, kiettynyttä merenpohjan hiekkaa ja saea sekä kiettynyttä kalkkiliejua. Suomen yleisimmät kiilajit oat graniitti ja gneissi. Kalkkikii on syntynyt kalkkiliejun kerrostuessa ja kiettyessä. Marmori on muuttunutta kalkkikieä, jota louhitaan esimerkiksi Italiassa. Kalkkikieä ja marmoria käytetään rakennusmateriaaleina. Maan aarteet 13
Tutkimuksia TUNNISTA KIVIÄ Tee näin Tutki kiiä ja nimeä ne kirjan kuien aulla. Tarikkeet koulun kiikokoelma tai ulkoa kerättyjä kiiä Arokkaita korukiiä Kauneutensa ja harinaisuutensa uoksi arokkaita kiiä kutsutaan jalokiiksi. Kun alo heijastuu hiotun jalokien pinnoista, sen ominainen äri näkyy selästi. Jalokiiä timantti rubiini safiiri smaragdi akamariini opaali skpektroliitti Timantti on hiiltä samoin kuin lyijykynän sisällä olea grafiitti. Hiilestä ei ole kuitenkaan helppo almistaa timantteja, sillä se edellyttää koaa painetta ja korkeaa lämpötilaa. Spektroliitti on Suomesta louhittaa korukii. 14 Fysiikan ja kemian polku 6
Tehtäiä 1. Mistä kiien ominaisuudet johtuat? 2. Mitä tarkoittaa kiiaineksen rapautuminen? 3. Millainen on Suomen kallioperä? 4. Mitkä oat Suomen yleisimmät kiilajit? 5. Mieti, missä olet nähnyt graniittia. 6. Suunnittele koru, jossa käytät jalokiiä. 7. Tutki kuia ja mieti, mistä kiestä esine tai rakennelma on tehty. Pohdi, miksi kyseistä kiilajia on käytetty juuri siihen tarkoitukseen. a) b) c) d) e) 8. Mitä oit päätellä seuraaien kiilajien löytöpaikan historiasta? a) hiekkakii b) laaakii c) gneissi d) peruskallion graniitti. 15
3 Kiet koostuat mineraaleista maasälpä kartsi kiille Alkuaineita tai yhdisteitä Mineraalit oat luonnossa esiintyiä kiinteitä alkuaineita tai useasta alkuaineesta muodostuneita kemiallisia yhdisteitä. Mineraaleja on useita tuhansia, mutta niistä ain noin 30 on yleisiä. Jokainen mineraali syntyy sille ominaisissa olosuhteissa. Esimerkiksi kartsi, kulta ja kupari oat mineraaleja. Jääkauden jälkeisen muinaismeren ranta on nykyisin korkealla rinteessä. Veden huuhtomaa kiikkoa kutsutaan muinaisrannaksi tai pirunpelloksi. Suomen yleisin kiilaji, graniitti, on syntynyt kolmesta mineraalista kuuman kiisulan jähmettyessä. + + graniitti Kiet oat mineraalien erilaisia sekoituksia Kiilajin syntytaasta riippuen se oi sisältää yhtä tai useampaa mineraalia. Mineraalit oat kiessä kiteinä, epäsäännöllisinä erottuina rakeina tai niin hienojakoisena, että niitä ei oi erottaa paljain silmin. 16 Fysiikan ja kemian polku 6
Mineraalin oi tunnistaa siitä, miten se lohkeaa. Monet mineraalit lohkeaat tiettyyn suuntaan helpommin kuin toiseen. Mineraalit oidaan tunnistaa niiden ominaisuuksista Mineraaleilla on tietty kemiallinen koostumus ja säännöllinen kiderakenne. Ne määrääät kunkin mineraalin kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet, joita käytetään hyäksi myös kiilajien tunnistuksessa. Kiilajeja oidaan erottaa toisistaan ärin ja kiillon perusteella. Kiilto oi olla metallinen, lasimainen tai himmeä. Valo oi kuultaa mineraalin läpi tai se oi olla täysin aloa läpäisemätön. Kiderakenteensa uoksi jotkut mineraalit lohkeaat tiettyyn suuntaan paremmin kuin toiseen. Jotkut mineraalit oiat lohjeta moneen suuntaan. Mineraalien kiteet oiat olla suuria tai pieniä kien syntyolosuhteista ja kemiallisesta koostumuksesta riippuen. Mineraalin tunnistamisessa oi käyttää hyäksi myös sen kouutta. Tätä tarkoitusta arten on laadittu mineraalien kouusasteikko. Kiiä ja mineraaleja oi tutkia missä ain. Tunnetko lähiseudun kiilajeja? Mineraaleilla on ominaisuuksia, joiden aulla ne oidaan erottaa toisistaan. OMINAISUUDET äri kiilto lohkeauus kouus Maan aarteet 17
Tutkimuksia KOVUUS Tee näin Raaputa näytteitä uorotellen kullakin älineellä, aloita kynnellä. Siirry sitten luettelossa eteenpäin ja kokeile seuraaalla älineellä. Merkitse muistiin, millä älineellä sait aikaan jäljen. Päättele taulukon aulla, mitä mineraaleja olet käsitellyt. Tarikkeet kolikko rautanaula juomalasi eitsi teräsiila hiekkapaperi mineraalinäytteitä Numeron kasaminen asteikossa kuaa kouuden kasamista. Koempi mineraali naarmuttaa pehmeämpää. Kouus Mineraali Naarmuttaja 1 talkki Kynsi uurtaa talkkia. 2 kipsi Kynsi naarmuttaa kipsiä. 3 kalsiitti Veitsen kärki uurtaa, kuparikolikko naarmuttaa kalsiittia. 4 fluoriitti Veitsen kärki tai rautanaula naarmuttaa fluoriittia. 5 apatiitti Veitsen kärki naarmuttaa heikosti apatiittia. 6 maasälpä Maasälpä naarmuttaa lasia. 7 kartsi Kartsi naarmuttaa lasia ja maasälpää. Teräsiila naarmuttaa kartsia. 8 topaasi Topaasi naarmuttaa kartsia. Hiekkapaperi naarmuttaa topaasia. 9 korundi Korundi naarmuttaa helposti kartsia ja heikosti topaasia. 10 timantti Timantin kidesärmä leikkaa lasia. VÄRI JA KIILTO Tee näin Tarkastele kieä suurennuslasilla. Tutki äriä. Tutki kiiltoa. Onko se metallinen, lasimainen ai himmeä? Kuultaako kien läpi aloa ai ei? Tarikkeet suurennuslasi Mineraalien ominaisuuksia -taulukko kiinäytteitä Piirrä kua näkemästäsi. 18 Fysiikan ja kemian polku 6
MILLAINEN VIIRU? Tee näin Hankaa näytteitä posliiniin ja katso, mikä äri paljastuu. Jos posliiniin ei tule iirua, näyte on koempaa kuin posliini. Raaputa näytettä aroasti eitsellä ja katso, mikä äri tulee näkyiin. Vertaa iirujen ärejä taulukkoon ja päättele, mitä mineraaleja olet käsitellyt. (Mineraalien äri kiessä oi muuttua, mutta kiellä tehty, mineraalin aiheuttama iiru on yleensä aina samanärinen.) Tarikkeet pala lasittamatonta posliinia (kaakelin takaosa tai sulakkeen kuori) eitsi Mineraalien ominaisuuksia -taulukko erilaisia kiiä Tehtäiä 1. Mitä mineraalit oat? 2. Mitä mineraaleja graniitti sisältää? 3. Mistä mineraalien kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet johtuat? 4. Mitä hyötyä on mineraalien kouusasteikosta? 5. Mitä on kissankulta? Miksi nimi iittaa kultaan? Miksi se on kuitenkin ain kissan kultaa? 6. Missä muussa yhteydessä olet taannut sanan mineraali tai kiennäisaine? Ota selää niistä. 19
4 Maaperä koostuu maalajeista Maaperä kerroksia kallioperän päällä Kiennäismaalajit oat syntyneet kallioperästä Maaperä koostuu kallioperän päällä oleasta irtonaisesta maa-aineksesta, josta oidaan erottaa erilaisia maalajeja. Maalajit luokitellaan kiennäismaalajeihin ja eloperäisiin maalajeihin. Kallioperä on miljoonien uosien aikana kulunut ja siitä on rapautunut irti kiiainesta, josta kiennäismaalajit oat muodostuneet. Erityisesti jääkauden raskas ja paksu mannerjää kulutti ja rikkoi kallioperää. Suomessa kiennäismaalajit oat pääosin syntyneet jään ja sen sulamisesien kuljettamista kiiaineksista. Kiinteän kallioperän päälle muodostunut maaperä koostuu irtonaisista maalajeista: kiennäismaasta ja eloperäisestä kerroksesta. Eliöiden jäänteistä syntynyt eloperäinen maa Maaperä Kallioperästä rapautunut aines, kiennäismaa 20 Fysiikan ja kemian polku 6 Kallioperä
Moreeni peittää Suomen maa-alasta lähes puolet. Moreeni Suomen yleisin kiennäismaalaji on moreeni. Se sisältää suuria kienlohkareita, kiiä ja hienojakoista saea, joita mannerjää on aikoinaan kuljettanut ja sekoittanut. Nykyisille paikoilleen erikokoiset kiet oat jääneet jäätikön sulaessa. Lajittuneet kiennäismaalajit Virtaaa esi lajittelee maa-ainesta. Suuret kiet painuat nopeammin pohjaan kuin keyt hiekka. Siksi raekooltaan erilaiset ainekset erottuat toisistaan irtaaassa edessä. Sora, hiekka, hieta ja sai oat lajittuneita kiennäismaalajeja, jotka koostuat suunnilleen samankokoisista rakeista. Harjut oat syntyneet jääkauden aikaisten jokien lajittelemasta hiekasta ja sorasta. Eliöiden jäänteistä syntyy eloperäisiä maalajeja Multa, ture, lieju ja muta oat eloperäisiä maalajeja. Niitä syntyy, kun hajottajat hajottaat kuolleita kaseja tai muita eliöitä. Suomessa kaikki eloperäiset maalajit oat syntyneet asta jääkauden jälkeen. Multaa syntyy, kun kiennäismaalajeihin sekoittuu hajoaia kasinosia. Mullan seassa kasien jäänteet eiät juuri erotu. Turetta syntyy, kun kuolleet kasit hajoaat hitaasti soiden kosteissa ja kylmissä olosuhteissa. Mutaa syntyy esimerkiksi järien pohjassa. MAALAJIT kiennäismaalajit eloperäiset maalajit moreeni sora hiekka hieta sai multa ture muta lieju lajittuneet kiennäismaalajit Maan aarteet 21
Tutkimuksia MISTÄ MAAPERÄ KOOSTUU? Tee näin Punnitse näyte, leitä se sanomalehdelle ja tutki suurennuslasilla. Poimi eläät ja kuolleet eliöt ja pistä ne omiin purkkeihinsa. Seulo näyte isoreikäisen sihdin läpi. Punnitse sihtiin jäänyt karkea aines. Seulo sihdin läpi raisteltu aines pienireikäisen sihdin läpi. Sihtiin jäänyt aines on keskikarkeaa ja sen läpi tullut aines hienoa. Punnitse molemmat ainekset. Tarikkeet pikkulapio tai lusikka sanomalehti isoreikäinen sihti pienireikäinen sihti purkkeja aaka suurennuslasi kulhoja pinsetit siellin maaperänäytteitä Tee tuloksista esimerkin mukainen taulukko ihkoosi. Merkitse yläriiin, mistä näyte on otettu. (näytteenottopaikka) maaperänäyte eläät eliöt kuolleet eliöt ja eliöiden osat karkea aines keskikarkea aines hienojakoinen aines massa 22 Fysiikan ja kemian polku 6
ONKO MAAPERÄSSÄ ILMAA? Tee näin Kaada 1 dl näytettä mittakannuun ja raistele ähän, kunnes näytteen pinta on tasainen. Kaada näytteen päälle 1 dl että. Katso edenpinnan taso kannun asteikosta. Mitä huomaat? Tarikkeet lasipurkki mittakannu desilitran mitta maaperänäyte (tai useita) Laske ilman osuus näytteessä: (maaperänäytteen tilauus + eden tilauus) yhteinen tilauus. Mitä oit päätellä tuloksista? Miksi haaitsemasi seikka on tärkeä? Tehtäiä 1. Mistä maaperä koostuu? 2. Mistä kiennäismaalajit oat muodostuneet? 3. Mitä moreeni on? 4. Miten irtaaa esi aikuttaa maa-aineksen muodostumiseen? 5. Miten harjut oat syntyneet? Ture on eloperäinen maalaji, jota syntyy suolla. 6. Miten eloperäiset maalajit syntyät? 7. Keksi erilaisia tilanteita, joissa oisit käyttää seulomista apuna. 23
5 Ihminen hyödyntää Maan aarteita Rakennusmateriaaleja suoraan kallioperästä Ihmisen almistamia materiaaleja Jo tuhansia uosia sitten pyramidit ja suuret temppelit rakennettiin altaista kiipaaseista. Suomessakin anhat arorakennukset on rakennettu kiestä, usein graniitista. Vaikka useimmat kiilajit oat kestäiä, säiden aihtelu ja ilmansaasteet aurioittaat niitä. Nykyisin talot rakennetaan yleensä tiilistä tai betonista. Tiilet almistetaan rautapitoisesta saesta, hiekasta ja edestä. Tiilet liitetään yhteen muurauslaastilla, joka on sammutetun kalkin eli kalsiumhydroksidin, hiekan ja eden seos. Betonia almistetaan sementistä, hiekasta ja edestä. Sementti puolestaan almistetaan kalkkikiestä, kartsista sekä rauta- ja alumiinioksidia sisältäistä mineraaleista. Monien rakennusten julkisiut oat suurimmaksi osaksi lasia. Lasin almistaminen keksittiin jo noin iisituhatta uotta sitten. Sen tärkein raaka-aine on kartsi eli piidioksidi, jota taallinen hiekka suurimmaksi osaksi on. Pii on tärkeä elektroniikkateollisuuden raaka-aine. Sitä käytetään esimerkiksi tietokoneissa, puhelimissa ja erilaisissa mittareissa. 24 Fysiikan ja kemian polku 6
Metalleja kallioperästä tai kiistä Rakentamisessa ja erilaisten esineiden almistamisessa taritaan myös metalleja. Tuttuja metalleja oat rauta, kupari, alumiini, lyijy, hopea ja kulta. Metalleja oidaan sekoittaa toisiinsa. Kuparin ja tinan seosta kutsutaan pronssiksi. Sitä käytetään sähkötarikkeissa ja elektroniikassa. Messinki taas on kuparin ja sinkin seos. Kullasta, hopeasta ja jalokiistä almistetaan koruja ja muita arokkaita esineitä. Timantteja käytetään kouutensa takia myös teollisuudessa muiden aineiden leikkaamiseen ja poraamiseen. Rakennetussa ympäristössämme on käytetty monia raaka-aineita. Samoja aineita osataan käyttää moniin erilaisiin tarkoituksiin. Mitä kuan raaka-aineita saadaan luonnosta sellaisinaan? Maan aarteet 25
Puu ja muoi anha ja uusi materiaali Rakennusten sisällä yleisiä materiaaleja oat puu ja muoit. Muoit almistetaan öljystä, jota porataan maan kerroksista. Öljystä jalostetaan myös polttoaineita, kuten bensiiniä ja dieselöljyä. Asaltin tekoonkin taritaan öljyä. Puu ja muoi oat tuttuja materiaaleja. Muoi on korannut puun monen käyttöesineen almistuksessa. Tutkimuksia KODIN MATERIAALIT Tee ihkoosi mallin mukainen taulukko. Tutki ja katsele kotonasi ja kotisi pihalla erilaisia materiaaleja. Kirjoita sarakkeisiin jokin esine tai kohde, joka on tehty kyseisestä aineesta. Luettele myös esineet, joiden materiaalin almistukseen on tarittu kyseistä ainetta. materiaali kotona pihalla graniitti kalkkikii marmori jalokii rauta jokin muu metalli öljy pii hiekka sai multa ture multa 26 Fysiikan ja kemian polku 6
Tehtäiä 1. Mistä kiirakennelmien auriot johtuat? 2. Mistä tiilet on almistettu? 3. Miten lasi ja hiekka liittyät toisiinsa? 4. Mistä metalleja saadaan? 5. Mihin muuhun timantteja käytetään kuin koruihin? 6. Mitä öljystä almistetaan? 7. Mitä betonista oi almistaa? Entä marmorista? 8. Mitkä kallioperästä saataat materiaalit oat kalliita? Entä halpoja? Miksi? 9. Tutki kuia. Mistä aineesta esineet on tehty? Mitä kallioperän tai maaperän aineksia on tarittu kyseisen aineen almistamiseen? a) b) c) d) e) 27
6 Luonnonarat Tuotteiden almistukseen taritaan luonnonaroja Ihminen oi ostaa esineitä, autoja, taloja, elintarikkeita ja aatteita. Niiden almistukseen käytetään luonnonaroja. Koska luonnonaroja taritaan kaikkeen elämiseen, niiden riittäyyttä täytyy arjella. Valikoimat oat altaat. Kaikkien tuotteiden almistamiseen, pakkaamiseen, kuljetuksiin, arastointiin ja markkinointiin käytetään luonnonaroja. Entisaikojen höyryeturin polttoaineena oli hiili tai puu. Miten junat saadaan nykyisin liikkeelle? Luonnonaroja raaka-aineisiin ja energian tuotantoon Luonnonaroiksi kutsutaan kaikkea luonnossa oleaa. Raaka-aineita oat ne luonnonarat, joita käytetään uusien tuotteiden almistukseen. Luonnonaroja taritaan myös energian tuotantoon. Esimerkiksi puuta oidaan käyttää molempiin tarkoituksiin. 28 Fysiikan ja kemian polku 6
Luonnonarana oidaan pitää myös puhdasta ympäristöä ja kaunista maisemaa. Niitä hyödynnetään irkistyksessä ja matkailussa. Luonnonarat jaotellaan uusiutuiin ja uusiutumattomiin luonnonaroihin. Miten haluaisit käyttää kuassa oleia luonnonaroja? energia raaka-aine LUONNONVARAT energia ja raaka-aine UUSIUTUVAT UUSIUTUMATTOMAT auringon säteily tuuli fossiiliset polttoaineet metallit ja mineraalit ture esi kasit ja eläimet maalämpö öljy kiihiili maakaasu rauta, alumiini, kupari, ym. uraani Maan aarteet 29
Puuta on jo kauan osattu käyttää erilaisten rakennelmien ja esineiden raaka-aineena sekä energianlähteenä. Uusiutumattomat luonnonarat oiat loppua Uusiutumattomia luonnonaroja on käytettäissä rajallinen määrä. Merkittäimpiä uusiutumattomia luonnonaroja oat fossiiliset polttoaineet: öljy, maakaasu ja kiihiili. Niitä käytetään esimerkiksi sähkön tuottamiseen ja liikenteessä polttoaineena. Fossiiliset polttoaineet oat syntyneet maaperään muinaisista kasien ja eläinten jäänteistä miljoonien uosien kuluessa. Myös turetta käytetään polttoaineena. Sen muodostumiseen on kulunut tuhansia uosia, joten se on erittäin hitaasti Fossiilisia polttoaineita ei esiinny kaikkialla. Niinpä esimerkiksi maakaasua kuljetetaan pitkiä putkia myöten maasta toiseen. uusiutua luonnonara. Metallien louhinta ai heuttaa peruuttamattomia jälkiä uusiutumattomaan kallioperään. Luonnonarojen uusiutumattomuudella on erityisen suurta merkitystä silloin, kun luonnonara käytön seurauksena muuttuu käyttökelottomaksi. Näin käy esimerkiksi, kun öljystä saataaa bensiiniä poltetaan. Tällöin kulutetaan rajallista arantoa, joka lopulta ehtyy. 30 Fysiikan ja kemian polku 6
Suomalaiset metsät kasaat enemmän kuin niitä kaadetaan. Kaikkialla metsien käyttö ei kuitenkaan ole kestään kehityksen mukaista. Jotkut luonnonarat uusiutuat Auringon säteily, happi, tuuli ja metsät oat uusiutuia luonnonaroja. Jotkut uusiutuat luonnonarat oiat loppua, jos ihminen käyttää niitä nopeammin, kuin ne ehtiät uusiutua. Esimerkiksi maassa olea puhdas pohjaesi on uusiutua luonnonara, joka oi joissain paikoissa loppua tai pilaantua. Jos kaikki maapallon asukkaat kuluttaisiat luonnonaroja yhtä paljon kuin suomalaiset, tarittaisiin neljä maapalloa tyydyttämään tarpeemme. Tuulen aulla tuotettu sähkö kuluttaa ja ahingoittaa luontoa ain ähän. Modernit tuulimyllyt kuitenkin muuttaat maisemaa. Maan aarteet 31
Tutkimuksia AURINKOUUNI Tee näin Päällystä laatikko ja laatikon kannen sisäpinta alumiinifoliolla. Aseta laatikkoon lämpömittari ja astia, jossa on että. Peitä laatikko kirkkaalla muoilla. Kiinnitä lanka teipin aulla kannen ja alustan älille siten, että kansi pysyy aonaisena. Aseta laatikko aurinkoon siten, että aonainen kansi kerää auringonsäteet laatikon sisälle. Tarikkeet kartonkilaatikko, jossa on nostettaa kansi alumiinifoliota talouskelmua tai muuta kaloa lankaa teippiä lämpömittari astia, joka mahtuu laatikkoon että Katso, miten korkealle lämpötila laatikossa oi nousta. Mittaa myös eden lämpötila. Tee tutkimusraportti. 32 Fysiikan ja kemian polku 6
Tehtäiä 1. Mihin luonnonaroja käytetään? 2. Mitkä oat merkittäimpiä uusiutumattomia luonnonaroja? 3. Luettele uusiutuia luonnonaroja. 4. Luettele uusiutuia luonnonaroja, joita käytät päiittäin. 5. Luettele uusiutumattomia luonnonaroja, joita käytät päiittäin. 6. Mikä on mielestäsi arokkain luonnonara? Miksi? Voiko se loppua tai pilaantua niin, ettei sitä oida enää käyttää? 7. Minkä uusiutumattoman luonnonaran a) käyttö oitaisiin lopettaa kokonaan b) käyttö oitaisiin korata uusiutuien luonnonarojen käytöllä c) käyttöä oitaisiin ähentää kierrättämällä? 8. Oatko kuien luonnonarat uusiutuia ai uusiutumattomia? a) b) e) c) d) 33