Salta vägar

Arbeta med experimentet i fysikundervisningen

asfaltvägar i snölandskap

Klicka här för att se experimentet!

När det är vinter och halt på vägarna så saltas de ibland. Experimentet visar vad som händer när is saltas och att saltvatten inte fryser även om det är ganska många minusgrader.

Vad händer i försöket?

Vi använder en termometer för att undersöka temperaturen i is/salt/vatten-blandningen. Isen, som har varit i frysen, är -18 grader Celsius (vanlig temperatur i frysar) när vi startar försöket. Termometern mäter huvudsakligen inte isens temperatur utan smältvattnets, därför visar den bara någon enstaka minusgrad vid försökets början.

Innan vi häller på saltet smälter isen sakta och temperaturen håller sig runt noll grader. Isens smältpunkt (och därmed vattens fryspunkt) är noll grader, och vattnet är därför noll grader. Vid noll grader kan vatten vara både flytande och fast.

När vi häller på salt bildas det mycket smältvatten och temperaturen sjunker snabbt. Termometern visar att smältvattnet blir kallare och kallare allteftersom isen smälter. Det krävs mycket energi för att smälta is, och denna energi tas från (salt)vattnet som omger den smältande isen. En liknande effekt kan man uppleva om man kliver ut ur duschen utan att torka av sig. När vattnet avdunstar från huden fryser man, eftersom det krävs mycket energi för att få vattnet att avdunsta och energin tas från huden.

Saltvatten fryser vid lägre temperatur än rent vatten och är därför flytande även vid minusgrader. Med rätt proportioner salt/vatten förblir saltvatten flytande ner till 20 minusgrader. När man saltar vägar använder man inte så mycket salt utan ungefär tillräckligt för att hålla vägarna isfria ner till 12 minusgrader. På Vägverkets hemsida finns mer information om halkbekämpning med salt.

Arbeta med experimenten i fysikundervisningen

Experimentet är lämpligt både för yngre och äldre elever. Målen med undervisningen och diskussionen runt försöket har olika fokus beroende på skolår.

Kunskapsmål

Insikt om temperatur (varmt/kallt).
Insikt om temperaturskalan och vad en termometer används till.
Vattens fryspunkt och smältpunkten för is är samma - noll grader Celsius.
Presentera en mätning i form av en tabell och eventuellt ett diagram.
För att smälta is behövs det energi - den såkallade smältvärmen.
Energibegreppet - i samband med temperatur och fasövergångar.

Förslag på hur du kan använda experimenten

I tidiga skolår passar försöket bäst på vintern i samband med att ni pratar om vinter, snö, is och temperatur. Gå ut och strö salt på snö eller is (kommer inte att fungera om det är under 20 minusgrader ute). Ni kan ta in is och snö utifrån istället för att använda is från frysen. Här kan man hoppa över momentet att skriva upp temperatur som funktion av tid.

I tidiga skolår är det egentligen inte nödvändigt att förklara så mycket av fysiken i försöket. Det är fullt tillräckligt att lära sig att använda en termometer och att se hur salt påverkar is och snö.

I slutet av försöket - fiska snabbt ut isen (med en sked eller hålslev) och kontrollera att vattentemperaturen faktiskt är under noll grader Celsius - och att vattnet fortfarande är flytande!

På mellanstadiet har man kanske diskuterat någon form av modell för saker som omger oss och eleverna vet kanske att allt är uppbyggt av små partiklar - atomer och molekyler. Man kan då även ta upp att partiklarna i gaser och vätskor rör sig mycket, och ju varmare det är ju mer rör de sig - de har mer energi. I is sitter alla partiklarna nästan stilla och det behövs mycket energi för att de ska kunna lossna så att isen blir flytande vatten.

På högstadiet passar försöket bäst in i samband med att man diskuterar fasövergångar- smältvärmen som krävs för att smälta isen är orsaken till att saltvattnet blir så kallt. Varför saltvattnet inte fryser vid noll grader Celsius är en annan fråga - här finns en förklaring till detta samt några andra versioner av försöket.

Ordlista

smältpunkt och fryspunkt	Smältpunkt och fryspunkt för ett ämne är vid samma temperatur. Vid den temperaturen sker övergången mellan fast och flytande.
atomer	Länge trodde man att atomer var materians minsta byggstenar - nu vet vi att det inte är så men de olika atomslagen är ändå viktiga enheter när vi ska beskriva material. Det finns ett hundratal olika atomslag - de olika grundämnena.
molekyler	Vi och det mesta vi ser omkring oss är inte rena grundämnen utan uppbyggt av molekyler som i sin tur är sammansatta av atomer. Vattenmolekyler består av två väte-atomer och en syre-atom och salt (natriumklorid) av en natrium-atom och en klor-atom.
fasövergångar	Fasövergångar är övergångar mellan ett ämnes olika faser. Vatten finns i de tre olika faserna fast (is), flytande och gas (ånga).
smältvärme	Smältvärmen är den värme som krävs för att smälta en viss mängd (av t.ex.) is till vatten utan att öka dess temperatur alls. Smältvärmen går åt till att bryta bindningarna mellan vattenmolekylerna i is. Nollgradig is övergår alltså till nollgradigt vatten.