Sisällys Oppilaalle............................... 4 1. Fysiikkaa ja kemiaa oppimaan........ 5 Vesi................................... 9 2. Vesi on ikuinen kiertolainen........... 10 3. Miten saamme puhdasta vettä?....... 13 4. Vesi on erikoinen aine................ 17 5. Miksi järvet eivät jäädy pohjia myöten? 20 6. Vedessä sinusta tulee voimamies...... 24 7. Vedessä vallitsee paine................ 28 8. Aineen pienen pieniä rakennuspalikoita 30 9. Atomit liittyvät toisiinsa.............. 32 10. Jää, vesi ja vesihöyry ovat veden kolme olomuotoa............. 35 11. Sokeri liukenee veteen................ 39 Ilma.................................. 45 12. Ilmakehä, Maan suojamuuri......... 46 13. Ihmettelemme ilmaa................ 50 14. Tuulien vietävänä................... 53 15. Tuulesta voimaa.................... 56 16. Vihdoin keksittiin lentokone!....... 59 Avaruus............................. 65 17. Maailmankaikkeudessa tuikkii miljardeja tähtiä............. 66 18. Kotitähtemme Aurinko............. 71 19. Aurinkokuntamme................. 74 20. Maapallon liikkeet.................. 78 21. Avaruutta valloittamaan............ 81 Voima............................... 87 22. Ylivoimainen painovoima........... 88 23. Kitkaa rattaissa..................... 92 24. Voimat jylläävät.................... 95 25. Paikoillenne valmiit nyt......... 98 26. Kaaharit kuriin.................... 102 Vihkotehtävät........................... 108 Itsearviointi............................. 113 Alkuaineita ja niiden kemiallisia merkkejä 117 Hakemisto............................... 118 3
8. Aineen pienen pieniä rakennuspalikoita Atomi on aineen rakenneosanen Kaikki ympärillämme oleva aine muodostuu pienistä rakennuspalikoista eli atomeista. Yhden millimetrin matkalle mahtuisi peräkkäin jonoon 10 miljoonaa atomia. Atomeja on noin sata erilaista. Kun kemistit tutkivat atomeita, he kuvaavat erilaisia atomeja erikokoisilla ja erivärisillä palloilla. 30A Atomi on todella pieni. Alkuaineessa on vain yhdenlaisia atomeja Luonnossa on aineita, joissa on vain yhdenlaisia aineen perusosia eli atomeja. Tällaisia aineita kutsutaan alkuaineiksi. Esimerkiksi rauta on alkuaine. Siinä on vain rauta-atomeja. Kemiallinen merkki on alkuaineen tunnus Alkuaineiden nimet lyhennetään käyttämällä kemiallisia merkkejä. Jokaisella alkuaineella on oma kemiallinen merkkinsä. Esimerkiksi hapen kemiallinen merkki on O. rauta-atomi hiiliatomi happiatomi vetyatomi 30B Atomeja havainnollistetaan erikokoisilla ja erivärisillä palloilla. vesi water H 2 O 30C Kemian merkkikieli on kansainvälistä. Avainsanat Kaikki aine koostuu atomeista. Alkuaineessa kaikki atomit ovat samanlaisia. Kemiallinen merkki on alkuaineen lyhenne. Alkuaine happi hiili hopea kulta rauta typpi vety Kemiallinen merkki O C Ag Au Fe N H 30D Tavallisimpien alkuaineiden kemiallisia merkkejä. Jos alku aineen kemiallisessa merkissä on kaksi kirjainta, ensimmäinen on aina iso ja toinen pieni kirjain. 30
Tehtävät 1. Merkitse rastilla, onko väittämä tosi (T) vai epätosi (E). a. Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu noin miljoonasta erilaisesta atomista. b. Ainetta, jossa on vain yhdenlaisia atomeja, sanotaan alkuaineeksi. c. Alkuaineen tunnus on kemiallinen merkki. d. Rauta-nimisessä alkuaineessa on monia erilaisia atomeja. e. Millimetrin matkalle mahtuisi noin sata atomia peräkkäin. T E 2. Merkitse taulukkoon alkuaineen nimi tai kemiallinen merkki. Alkuaineen nimi magnesium typpi happi Kemiallinen merkki C H Fe 3. Yhdistä viivalla toisiinsa nimi ja sitä vastaava kuva. rauta-atomi hiiliatomi b vetyatomi happiatomi a c d 31
56A Tuulimylly on vanha keksintö. 15. Tuulesta voimaa Ihmiset ovat osanneet hyödyntää tuulen voimaa jo tuhansia vuosia. Purjeveneet Yli 5 000 vuotta sitten laivat kulkivat purjeilla myötätuuleen. Hieman myöhemmin ihmiset oppivat purjehtimaan miltei vastatuuleen. Aikoinaan taitavat merenkulkijat purjehtivat valtamerien yli uusille mantereille. Tuulimylly Tuulimylly on vanha keksintö. Aikoinaan viljan jyvät jauhettiin jauhoiksi tuulimyllyssä, jota tuuli pyöritti. Nykyään tuulimylly on korkea tuulivoimala, jonka avulla tehdään sähköä. Kuumailmapallo Ihminen on aina halunnut lentää kuin lintu. Tähän tarkoitukseen keksittiin kuumailmapallo. Pallon sisällä olevaa ilmaa lämmitetään kuumalla liekillä. Koska lämmin ilma kohoaa aina ylöspäin, pallo tulee kevyemmäksi kuin sitä ympäröivä ilma ja kohoaa korkealle taivaalle. Kuumailmapallo ajelehtii tuulen mukana. Pallosta roikkuu kori, jossa on tilaa matkustajille. 56B Kuumailmapallo 56
Koe 1. Laskuvarjot esille Välineet: kaksi 20 cm x 20 cm:n kokoista paperinpalaa, yksi paperinpala 35 cm x 35 cm, vahvaa lankaa, teippiä, pudotettavia leluja tai sinitarrasta muotoiltu pallo 1. Rutista toinen pienemmistä papereista palloksi ja kiinnitä se laskuvarjoksi leluusi. 2. Kiinnitä toiseen leluun samankokoinen paperinpala sileänä laskuvarjoksi. 3. Pudota lelut yhtä aikaa mahdollisimman korkealta, esim. pulpetilla seisten. Mitä huomaat? 4. Kiinnitä suurempi paperi toiseen leluun ja pudota se yhtaikaa pienemmän, sileän lasku varjoukon kanssa. Mitä huomaat? 5. Miten laskuvarjon koko ja muoto vaikuttavat putoamisaikaan? Laskuvarjo Laskuvarjon toiminta perustuu siihen, että kun varjo putoaa, sen sisään joutuu ilmaa. Tämä ilma työntää laskuvarjoa ylöspäin, ja näin varjon putoaminen hidastuu. Ilmapallot hyötykäytössä Nykyään käytetään paljon ilmapalloja tieteellisten tutkimusten apuna. Ilmapallot esimerkiksi kuljettavat tieteellisiä kojeita ylös ilmakehään. Kojeet keräävät tietoa vaikkapa säästä ja saastumisesta. Koe 2. Liituri liitämään 1. Taittele liituri kuvien osoittamalla tavalla. 2. Liituri vaatii erikoisen heittotekniikan. Pitele liituria taiteltu puoli itseesi päin, etusormi päällä, peukalo ja keskisormi liiturin alla. Työnnä liituria kevyesti eteenpäin. Kotikoe Ota A4-paperi. Kokeile millä eri tavoin saat sen lentämään. 57A Säähavaintopallo 57B Liitovarjo 57
7 cm Tehtävät 1. Nimeä laitteet. 2. Pohdi, mihin tehtävän 1 laitteita voi käyttää. 3. Valitse yksi keksinnöistä, joka esiteltiin tässä luvussa. Etsi siitä lisätietoja. Kirjoita tiedot vihkoosi. Tuumasta toimeen 4. Roottoripelin kimppuun (2 5 hengelle) Välineet: kuppi, jonka halkaisija on noin 25 cm, monistuspaperia, sakset Roottorin valmistusohje: 16 cm 58 Peliohje: Jokainen pelaaja valmistaa itselleen kolme roottoria. Roottorit pudotetaan samalta korkeudelta. Kupin ympärille piirretään ympyrä noin 10 cm etäisyydelle. Jos roottori osuu kuppiin, saa kaksi pistettä. Jos se osuu kupin ympärillä olevaan ympyrään, saa pisteen. Voitte keskenänne sopia, saako roottoreita parannella kesken pelin.