NARAVOSLOVJE IN TEHNIKA 5

Transcript

1 Priročnik NARAVOSLOVJE IN TEHNIKA 5 5. razred osnovne šole

2 NARAVOSLOVJE IN TEHNIKA 5 Priročnik za 5. razred osnovne šole avtorji: Irena Furlan, Marta Klanjšek Gunde, Andreja Kolman, Matjaž Jaklin, Danica Mati Djuraki, Riko Jerman, Marjanca Agrež (Predlog letne tematske priprave) recenzenti: dr. Nada Praprotnik, dr. Simona Prevorčnik, mag. Rudi Ocepek, dr. Gorazd Planinšič, dr. Milenko Roš, dr. Gregor Gregorič jezikovni pregled: Tea Mejak ilustracije: Kristina Krhin, Marija Prelog Vse knjige in dodatna gradiva Založbe Rokus Klett dobite tudi na naslovu Prva izdaja , Založba Rokus Klett. Vse pravice pridržane. Brez pisnega dovoljenja založnika so prepovedani reproduciranje, distribuiranje, javna priobčitev, predelava ali druga uporaba avtorskega dela ali njegovih delov v kakršnem koli obsegu in postopku kot tudi fotokopiranje, tiskanje ali shranitev v elektronski obliki. Tako ravnanje pomeni, razen v primerih od 46. do 57. člena Zakona o avtorskih in sorodnih pravicah, kršitev avtorske pravice. CIP - Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana Založba Rokus Klett, d. o. o. Stegne 9 b 1000 Ljubljana telefon: (01) telefaks: (01) e-pošta: rokus@rokus-klett.si :5(035) :62(035) NARAVOSLOVJE in tehnika 5 : 5. razred osnovne šole. Priročnik / [avtorji Irena Furlan... [et al.] ; ilustracije Kristina Krhin, Marija Prelog] izd. - Ljubljana : Rokus Klett, 2010 ISBN Furlan, Irena,

3 Kazalo UVOD 4 PODATKI 7 ZEMLJA 65 Kaj naredimo s podatki Stopnišča in klanci Histogrami, grafi in kolačniki Občutimo, merimo in razložimo.. 18 Prostornina in gostota Iz prsti poganjajo rastline Odvisni drug od drugega Hrana Skrb za zdravje Narava se spreminja tudi zaradi človeka Kako gre lažje VODA 29 Voda marsikaj in za marsikaj V živih bitjih voda potuje Zakaj je voda tako nujna za življenje Vse to je voda Kam gre voda, ko dežuje Kaj poganja tekočine, da tečejo.. 42 Kako pride voda v naše domove in iz njih Kroženje vode SONCE, ZEMLJA, VODA, ZRAK 85 Sonce ogreva tla in vodo Veter Kaj prenaša veter Oblaki Nekatere igrače se zanimivo gibljejo ZRAK 49 Življenje v jezeru in na travniku.. 50 Modri planet v mehkem ovoju Gibanje zraka in teles v njem Kjer je dim, je tudi ogenj Čist in onesnažen zrak

4 UVOD Zahteve učnega načrta in naša realizacija Podobno kot v 4. razredu devetletke tudi v 5. razredu črpamo iz otrokovega izkustvenega doživljanja narave. Na teh osnovah lahko pri naravoslovju v 6. in 7. razredu devetletke gradimo znanje za boljše razumevanje narave in življenja v njej. Teme naravoslovja (in tehnike) se po vertikali smiselno nadgrajujejo. Povezovanje in nadgradnjo, kot ju razumemo soavtorji učbeniškega kompleta, prikazujejo spodnje preglednice. V njih je prikazano, od kod posamezna tema prihaja in kam vodi. Razvrščanje živih bitij 4. razred 5. razred 6. razred 7. razred Po zunanjih znakih Glede na prilagoditve Voda kopno Antropogeni Naravni ekosistemi ekosistemi Narava se spreminja 4. razred 5. razred 6. razred 7. razred Življenjski cikli Prehranjevalne verige in spleti Voda kopno Antropogeni sistemi Naravni ekosistemi Delovanje Procesi v živalih in rastlinah človeškega telesa Voda kopno Antropogeni sistemi Naravni ekosistemi Snovi Transport 4. razred 5. razred 6. razred 7. razred Razvrščanje snovi glede na njihove lastnosti Agregatna stanja Naravne in pridobljene snovi snovi Snovi v naravi Voda, zrak, prst Kamnine, minerali, Elementi, spojine, apnenec, papir kemijske reakcije Obdelovanje snovi 4. razred 5. razred 6. razred 7. razred Premikanje živih bitij Gonila in predmetov Pretakanje tekočin Kaj poganja tekočine Tokovi in energija Zvok, svetloba, valovanje Astronomija, meteorologija, optika 4. razred 5. razred 6. razred 7. razred Gibanje Zemlje Vpliv Sonca Barve Geometrijska optika Dan, mrak, noč na vreme Svetloba in senca Delo s podatki 4. razred 5. razred 6. razred 7. razred Razvrščanje po Razvrščanje in grafični prikaz podatkov, branje zapisov lastnostih (zunanjih znakih) Stopnišča, klanci Histogrami, kolačniki Grafi 4

5 Pri realizaciji zahtev učnega načrta smo se držali naslednjih konceptov: od poskusa k spoznanju; od posameznega k splošnemu; tematike so med seboj soodvisne in smiselno kolikor je mogoče prepletene; učbenik in delovni zvezek sta namenjena učencu, zato je uporabljen neposreden nagovor; učbenik in delovni zvezek sta medsebojno povezana v enoto; navajanje na samostojno delo in delo v skupinah. Uvodna motivacija omogoči čustveno bližino in spodbuja radovednost. Veliko število fotografij in ilustracij omogoča večjo predstavljivost, motiviranost in popolnejšo informacijo. Poskusi in dejavnosti otroka aktivno vključijo v spoznavni proces. Podrobna navodila zanje so v delovnem zvezku. Po končanem poskusu učenec primerja svoje ugotovitve z besedilom v učbeniku, jih dopolni ali popravi. Ugotovitve so predstavljene v rubriki Zdaj vem. Besedilo vključuje vse v poglavju osvojene in v učnem načrtu predvidene pojme. Morebitne neznane besede so pojasnjene v slovarčku pojmov. Vsako poglavje vsebuje tudi zanimivosti. To so zanimivi podatki o obravnavani temi ter najnovejša spoznanja o njej. Rubrika Za zelo radovedne je nadgradnja učne snovi v smislu individualizacije, problemskih vprašanj in raziskovalnih nalog. V delovnem zvezku so tudi naloge in vprašanja za ponavljanje. Učno snov smo razdelili v štiri sklope: Voda Zrak Zemlja (tukaj obravnavamo živa bitja in hrano) Sonce, voda, zemlja, zrak (njihov medsebojni vpliv povzroča vremenske pojave) Ostalo je nekaj snovi, ki ponudijo splošne osnove za obravnavanje gornjih učnih sklopov. Poimenovali smo jih Podatki. Sistematika razdelitve učne snovi na sklope po snovni pripadnosti sledi sistemu štirih prvin, ki so jih poznali stari Grki: voda, zrak, ogenj in zemlja 1. Njihova filozofija temelji na izkustvih pri opazovanju narave. Po njihovem se telesa razlikujejo po deležu prvin, iz katerih so sestavljena. Vse, kar je, je torej iz štirih prvin. Te so med seboj povezane in soodvisne. Kadar se štiri prvine ločijo, se med njimi razvije boj, ko pa se združijo, jih trdno poveže ljubezen in sožitje 2. Ta filozofija je povezana tudi s štirimi lastnostmi prvin, toplo hladno, suho vlažno. S tako porazdelitvijo učne snovi želimo pokazati na soodvisnost in prepletenost narave. Ni pomembno, da se tega pri uporabi učbeniškega kompleta tudi izrecno zavedamo. Morda pa bo komu med vami ta razlaga pomagala pri podajanju učne snovi. 1 Janez Strnad, Razvoj fizike, DZS Bertrand Russel, Modrost zahoda, Mladinska knjiga

6

7 Predlog Podatki letne tematske priprave za pouk

8 PODATKI Kaj naredimo s podatki Zbrane podatke opisujemo na številne načine. Lahko jih naštevamo, zapišemo v preglednice ali pa narišemo v obliki histogramov, grafov ali kolačnikov. Sestavljanje in risanje histogramov, grafov in kolačnikov je zapleten način za predstavitev podatkov. V poglavju želimo povzeti izkušnje in spretnosti, ki so si jih učenci že pridobili pri matematiki, spoznavanju okolja ter naravoslovju in tehniki. Na začetek učbenika smo ga postavili z namenom, da bi učenci povzeto znanje uporabili čez leto. Izbirali smo primere z znano vsebino. Učitelju smo na začetku leta s tem dali priložnost, da ponovi snov prejšnjih let, ki jo bo potreboval za obravnavo nove snovi. Stopnišča in klanci Operativni cilji Znajo pokazati višino in strmino stopnišč in klancev. Znajo sestaviti in narisati klance, ki se jim strmina na nekem mestu spremeni. Znajo klanec predelati v stopnišča. Znajo primerjati strmine stopnišč in klancev. Za razumevanje in branje histogramov in grafov je pomembno razločevanje med strmino in višino. Ti dve lastnosti objektov sta nam blizu na primerih stopnišč in klancev. Iz izkušenj vemo, da se je po strmem bregu ali strmem stopnišču težje vzpenjati kot po položnejšem. Vemo tudi, da je vzpenjanje na koncu poti (pri vrhu hriba, v višjih nadstropjih stolpnice, če smo hojo začeli pri dnu) težje kot na začetku. Prav ta izkušnja pa lahko vodi do napačne predstave, da so strmine in višine povezane. Na prvi pogled se zdi, da je višje vedno strmejše; v resnici pa sta strmina in višina povsem neodvisni spremenljivki. Natančne definicije strmine se od stroke do stroke nekoliko razlikujejo, vsem pa je skupno, da so povezane s kotom med vodoravnico in črto, ki teče vzdolž pobočja, stopnišča... Strmina grafa v neki točki je opredeljena kot tangens naklonskega kota med tangento na graf v tej točki in vodoravnico. Višina je razdalja med točko na stopnišču in vodoravnico, merjena v navpični smeri. strmina višina Slika 1: Stopnišče, na njem označeni strmina in višina 8

9 strmina višina Slika 2: Klanec, na njem označeni strmina in višina strmina višina Slika 3: Graf, na njem označena naklonski kot (strmina) in višina Didaktična navodila in opozorila Ker vemo, da ni preprosto sestaviti zbirk paličic za sestavljanje stopnišč, smo nekatere naloge pripravili tako, da učenci primerjajo stopnišča in klance na fotografijah. Vendar naj bo to le izhod v sili. Če je le mogoče, poskrbite, da bodo otroci lahko sami sestavljali. Če boste delali s paličicami, začnite delo s 3. nalogo. Za sestavljanje stopnišč potrebujete vsaj 10, še bolje pa je 20 različno dolgih paličic. Urejene po vrsti naj se med seboj razlikujejo za enako dolžino. Če ste prvo paličico izbrali dolgo 2 cm, drugo 4 cm, naj bo tretja dolga 6 cm in tako naprej. Paličice lahko sestavite iz enotskih kock, ki jih imate v zbirkah za merjenje, iz sestavljank, kot so Lego, Mega blocks, Fisher... V učbeniku so fotografije učila, ki so ga na oddelku za fiziko in tehniko Pedagoške fakultete v Ljubljani razvili prav za sestavljanje stopnišč. Paličice imajo osnovno ploskev dolgo 2 cm in široko 3 cm, razlika med sosednjimi paličicami, zloženimi po vrsti, pa je 1 cm. Na paličicah so za lažje ravnanje nalepljene številke. Pomenijo dolžino paličice v cm. Pri sestavljanju zbirk bodite pozorni na barvo. Z učenci se boste mnogo lažje pogovarjali, če boste vsaki skupini dali dve zbirki paličic različnih barv. Tako boste lahko rekli denimo: Primerjajte modro in rdeče stopnišče. Sestavite modro stopnišče, ki bo strmejše od zelenega. Če ne morete zagotoviti, da bi vse skupine v razredu imele zbirke enakih barv (denimo vsaka skupina zbirko rdečih in zelenih paličic), poskusite zagotoviti vsaj, da bodo vse skupine imele po eno zbirko paličic enake barve, druge pa so lahko različne. Tako boste lahko dajali natančna navodila (3. naloga). 9

10 1. Primerjaj stopniča na zgornji sliki v učbeniku. Svetlo rjavo, rdeče in modro stopnišče so enaka po višini. Svetlo rjavo, rdeče in zeleno stopnišče so enaka po strmini. Zeleno stopnišče se od preostalih treh razlikuje po višini, modro pa od preostalih treh po strmini. 2. Primerjaj modro in rdeče stopniče na fotografijah. Fotografije poveži s pravilnimi trditvami ob njih. Vsako fotografijo lahko povežeš z več trditvami. Prvo fotografijo povežemo z zadnjima dvema trditvama. (Modro stopnišče je enako visoko in položnejše od rdečega stopnišča. Rdeče stopnišče je strmejše in enako visoko kot modro stopnišče.) Drugo fotografijo povežemo s prvo in drugo trditvijo. (Modro stopnišče je enako strmo kot rdeče stopnišče. Modro stopnišče je višje od rdečega. Rdeče stopnišče je nižje od modrega. Rdeče stopnišče je enako strmo kot modro stopnišče.) Tretjo fotografijo povežemo s tretjo in četrto trditvijo. (Rdeče stopnišče je strmejše in višje od modrega stopnišča. Modro stopnišče je položnejše in nižje od rdečega stopnišča.) 3. Sestavi stopnišča, ki se razlikujejo po višini, po strmini pa ne.... se razlikujejo po strmini, po višini pa ne.... se razlikujejo po strmini in višini. Višje stopnišče naj bo strmejše.... se razlikujejo po strmini in višini. Višje stopnišče naj bo položnejše. Po izkušnjah nalogo najuspešneje rešite, če učencem predlagate, naj na začetku naredijo dve povsem enaki stopnišči, potem pa eno od njih spreminjajo (tu vam bo prišlo prav, če boste lahko rekli, spremenite modro stopnišče ). Za boljše razumevanje predlagamo, da strmine stopnišč sproti ponazarjate z ravnimi letvicami, ki jih polagajo vzdolž stopnišča (glejte fotografije v učbeniku na straneh 7 in 8). Sestavi stopnišče, ki ima dve različni strmini. Pri dnu naj bo položnejše kot pri vrhu. Pazite, da se bo strmina vzdolž stopnišča spremenila samo enkrat. Strmini ponazorite z ravnima letvicama. Vsa stopnišča tudi nariši. Pri tem delu naloge lahko nastopijo težave pri izbiri merila. Če boste izbiro merila prepustili učencem, jim ponudite več karirastega papirja, tako da bodo lahko risali tudi v merilu 1 : 1. Če želite, da bodo risali v delovni zvezek, jim merilo sami predlagajte. Izberite ga vnaprej glede na izbrane paličice. 4. Na fotografiji so trije različni klančki. A) Kaj imajo enakega in po čem se razlikujejo? Klančki imajo enako višino, razlikujejo se po strmini. b) Postavi fotografije na ustrezno mesto. S pučico označi, kam spadajo. Na fotografijah so enaki klančki kot v učbeniku na strani 9, vrstni red stolpcev in vrstic v preglednici pa je zamenjan. c) Sestavi klanec z dvema različnima strminama. Naj bo drugačen, kot je tisti na sliki v učbeniku. Klanec nariši in opiši. 10

11 Pri opisu bodimo pozorni na to, da bodo učenci opisovali strmini pri dnu in pri vrhu klančka. Če bodo opisovali levi in desni del klančka, jih spomnimo, da bi ga lahko pogledali tudi z druge strani, in tako opis ne bi bil več pravi. Č) Nariši tri klance. Prvi in drugi naj se razlikujeta le po viini, prvi in tretji naj se razlikujeta le po strmini. Po čem se razlikujeta drugi in tretji klanec? Po višini in strmini. Histogrami, grafi in kolačniki Operativni cilji Znajo razvrstiti množico v dva ali več razredov, prešteti elemente v vsakem razredu in sestaviti tabelo porazdelitev po kvalitativni spremenljivki. Ob razstavljanju in sestavljanju preprostih strojčkov ali igrač preučujejo sestavne dele in njihovo delovanje. Znajo elementom množice prirediti sestavine kake zbirke za sestavljanje histogramov in sestaviti histogram. Znajo narisati histogram na karirast papir in ga prikazati na računalniku. Razrede predmetov znajo urediti, sestaviti razpredelnico in narisati histogram. Znajo eksperimentalno ugotoviti časovni potek gibanja, natakanje vode v različno oblikovane posode in spreminjanje temperature vode. Znajo sestaviti razpredelnico za časovni potek pojava. Znajo narisati stopničasti graf pojava ter pojasniti širino in višino stopnic. Znajo narisati lomljeni graf pojava in razložiti strmino. Znajo uporabiti besede in besedne zveze, ki izražajo deleže: večina, skoraj vsi, manjšina, noben, polovica, tretjina. Znajo deleže prikazati na kolačniku. S histogrami navadno predstavljamo razvrščene ali urejene množice porazdelitve. Pojave predstavimo s stopničastimi, lomljenimi in zveznimi grafi. Za opis relacij med lastnostmi množic rišemo histograme. Množice opišemo z dvema lastnostma: intenziteto (množica zobnikov, množica koles, množica kock iz zbirke za sestavljanje vozila učbenik str. 11) in ekstenziteto številčnostjo (v množici je 5 elementov). Preprosto rečeno intenzivna ali razvrstitvena spremenljivka množice opredeljuje, kakšne so reči v množici, ekstenzivna spremenljivka (številčnost) pa, koliko jih je. Številčnost množice je v histogramu preslikana v višino stolpca, intenziteta pa v lego stolpca na ležeči osi. višina stolpca lega stolpca Slika 4: Histogram porazdelitve kock po barvi z označeno višino in lego 11

12 Relacije med lastnostmi teles opisujemo s histogrami in z grafi. Zgled histograma je v delovnem zvezku na str. 19 (Kako sta povezana rob in ploščina ter rob in prostornina kocke). Ker dolžina roba kocke lahko zavzema katerokoli vrednost, je zvezna spremenljivka, bi relaciji lahko prikazali z grafom. 3 razdalja v dm graf gibanja modela formule ena Ëas v sekundah Slika 5: Stopničasti graf Slika 6: Lomljeni graf Slika 7: Zvezni graf 3 Takšni grafi zahtevajo precej abstraktnega mišljenja, zato jih na tej stopnji še ne obravnavamo. 12

13 Pojav, predstavljen s stopničastim grafom, se zdi sestavljen iz samih nespremenjenih stanj. Prehod iz enega v drugo stanje se zgodi trenutno. Lomljeni graf opisuje pojav kot zaporedje enakomernih sprememb, ki potekajo s konstantnimi hitrostmi. Spremembe hitrosti se zdijo trenutne. Najbolje je pojav mogoče predstaviti z zveznim grafom. Za spremembo hitrosti pojava je potreben čas. Sprememba strmine krivulje pove, kako se spreminja hitrost pojava. 4 V literaturi so histogrami, grafi in kolačniki zelo različni. Za vse pa velja, da imajo naslov, v katerem čim bolj natančno opišemo, kaj predstavljajo. Ob oseh histogramov in grafov zapišemo, kaj je na njih naneseno. Histogramom dodamo legendo. Didaktična navodila in opozorila 5. Porazdelitev kock Kakšen bo tvoj voziček? S sestavljanko Lego lahko zelo hitro sestavijo preprost voziček. Zamisel lahko tudi skicirajo, izberejo sestavine (kolesa, palice osi, kocke, ploščice) in začnejo sestavljati. Najprej sestavijo ogrodje ohišje vozička. Širina vozička naj bo ožja od dolžine osi, tako da osi segata iz okvirja toliko, da lahko nanju nataknejo kolesa. Na ogrodje vozička lahko pritrdijo še ploščice, ki jih razvrstijo v obliko zaboja (tovorni prostor). Pri preizkusu vozička je pomembno, da se kolesa dobro vrtijo in ne drsajo ob okvir (na osi nataknemo distančnike). Če pri prvem poskusu ugotovijo napake, model vozička popravijo. Lahko z vozičkom prepelješ sestavine, ki so ostale v kupčkih? Da, če je tovorni prostor dovolj velik. Kakšen pomen imajo posamezni sestavni deli v tvojem modelu vozička? Kolo za lažje gibanje vozička (zmanjšuje trenje med podlago in vozičkom), os nosi kolesa, ohišje drži skupaj sestavine, tovorni prostor prostor za prevažanje reči... Na katere načine lahko povzročiš gibanje vozička? Potisneš ga, vlečeš, postaviš na klanec Porazdelitev učencev po letnem času rojstva Nalogo delamo s celim razredom. Podobnih nalog so učenci vajeni, saj jih sestavljajo v nižjih razredih pri naravoslovju in tehniki ter pri matematiki. Učencem ponudite pravokotnike, ne kvadrate. Bodite pozorni na to, da jih bodo vsi pritrdili enako obrnjene. Če se zgodi, da bo kdo pravokotnik obrnil drugače kot drugi, je to priložnost za pogovor o tem, kaj pomeni legenda in kaj višina stolpca. To je primer porazdelitve po kvalitativni spremenljivki. Z njimi imajo učenci navadno najmanj težav. 7. Porazdelitev učencev po številu družinskih članov Tudi to nalogo delamo s celim razredom. Primer je drugačen od prejšnjega. Učenci se porazdelijo po kvantitativni spremenljivki. Morda se vam bo zgodilo, da bo učenec iz denimo štiričlanske družine hotel v histogram pritrditi štiri pravokotnike. Če imate dovolj časa, jim ponudite več pravokotnikov, kot je učencev v razredu. Ob morebitni napaki se pogovorite o tem, da je število družinskih članov podobne vrste spremenljivka, kot je bila v prejšnji nalogi letni čas rojstva. Če pa se želite tovrstnim napakam izogniti, razdelite pravokotnike učencem v roke. Naslov: Porazdelitev učencev po številu družinskih članov Merilo lahko izbirajo po svoje. Pazite, da bo na sliki jasno označeno. 4 Z branjem zveznih grafov se učenci srečajo že v tem učbeniku, risanje pa obravnavajo pozneje. 13

14 8. Oglej si grafe, ki prikazujejo gibanje avtomobilčka. Kaj imajo grafi skupnega in po čem se razlikujejo? Nalogo lahko izpeljete kot možgansko nevihto. Otroci naj najdejo čim več podobnosti in razlik, ne glede na to, ali so za vsebino grafa pomembni ali ne. Ne izogibajte se odgovorov v smislu, ponekod so uporabljene same pisane črke, drugod so uporabljene velike tiskane in... Spomnite otroke, da pri opisovanju razlik natanko opredelijo, katere grafe primerjajo med seboj. Verjetno bodo nekatere lastnosti primerjali samo med dvema grafoma, nekatere, zlasti podobnosti, pa bodo lahko opredelili za vse tri grafe hkrati. Po izkušnjah otroci podobnosti in razlike precej hitro opazijo, težko pa jih opišejo. Na koncu izluščite za vsebino grafa pomembne podobnosti. Vsi grafi imajo naslov in legendo, vsi prikazujejo isti pojav. Razlikujejo se po tem, koliko kvadratkov na grafu predstavlja 1 sekundo poskusa in koliko kvadratkov predstavlja 10 cm poti v naravi (torej po legendi). 9. Gibanje avtomobilčka Za nalogo so primernejši počasnejši avtomobilčki in čim daljši klanci. Učenci naj delajo v skupinah. Pomembno je, da se pred začetkom merjenja dogovorijo, kaj bo kdo delal. Predlagajte jim, naj poskus nekajkrat ponovijo, ne da bi zapisovali izide, ko bodo postali uigrana ekipa, pa naj meritve tudi zapišejo. Pri risanju grafa bodite pozorni na to, da bodo otroci ob oseh zapisali, kaj so nanašali nanje. Kateri podatki so naneseni na ležečo os? Čas gibanja. (Tu otroci radi odgovorijo sekunde.) Kateri podatki so naneseni na pokončno os? Dolžina prevožene poti. Kaj pomeni višina stopnice? Višina stopnice označuje dolžino poti, ki jo je opravil avtomobilček od začetka gibanja pa do izteka izbrane sekunde. 10. Pretakanje vode Namen naloge je usmeriti otroke k čim natančnejšemu opazovanju in merjenju ter risanju in branju grafa. Če od njih ne dobite pobude za razlago pojava, se ne trudite z njo, saj se bodo s pretakanjem učenci podrobneje ukvarjali pozneje. Naloga bo zanimivejša, če izberete različno oblikovane steklenice ali prozorne plastenke in jo izvedete v skupinah. Vsaka skupina naj obravnava drugačno steklenico. Na koncu grafe in steklenice razstavite. Lahko pa jih pomešate med seboj in otroke poprosite, da grafe priredijo k ustreznim steklenicam. Lažje boste merili, če bo voda tekla počasi in če bodo posode velike. Višine vode v posodi z ravnimi stenami ni težko meriti, zaplete pa se, če so stene zaobljene; višina vode ni več premo sorazmerna s prostornino in ni mera za prostornino iztočene vode. Graf ni premica. Če je posoda dovolj velika, ravnilo preprosto potisnite vanjo. Če vanjo ne gre, na steni posode označujte višino gladine in jo na koncu poskusa izmerite. Pazite, da bodo ravnila pri merjenju postavljena res navpično. Pri risanju grafa bodite pozorni na to, da bodo otroci ob oseh zapisali, kaj so nanje nanašali, če ste uporabili posode z zaobljenimi stenami, pa tudi na obliko grafa. 14

15 11. Sestava zraka Risanje kolačnikov brez računalnika je precej zapleteno. Za samostojno reševanje naloge bi morali otroci vedeti, da 1 % pomeni stotino. Morda jim lahko pojasnite, ni pa namen naloge, da bi to res osvojili. Povejte jim, da 20 % pomeni 1/5 in 80 % 4/5. Če imate možnost, jih spodbudite, da bodo kolačnike risali z računalnikom. plin dušik 4/5 kisik 1/5 delež v zraku Katerega plina je v zraku največ? Dušika. Katerega plina od teh, ki so navedeni v tabeli, je v zraku najmanj? Kisika. Kateri plin iz zraka uporabljamo za dihanje? Kisik. Kateri plin izdihavamo? Ogljikov dioksid. Kolikšen delež v zraku zavzema kisik? Eno petino. Naloge za ponavljanje 1. Preštej in izmeri stopnice v domači hiši ali v šoli. Nariši jih v zmanjšanem merilu. Svojo sliko primerjaj s sošolčevo. Po čem se vajini stopnišči razlikujeta? Če bodo otroci merili domača stopnišča, je zelo mogoče, da se po ničemer ne bodo razlikovala, saj imajo gradbeniki precej enotne standarde za višine in strmine stopnišč. Vsaj nekaj učencev spodbudite, da izmerijo šolsko stopnišče, saj so navadno stopnišča v javnih zgradbah višja od tistih v blokih in hišah. 2. V nekaterih stavbah so za invalide narejene klančine. Kaj misliš, zakaj so dolge in pogosto tudi zavite? Zato, da so lahko bolj položne. Po čem se klančina in stopnišče razlikujeta med seboj? Po strmini. 3. Kaj mora vsebovati histogram ali graf, da je za vsakogar razumljiv? Naslov, ob oseh mora biti zapisano, kaj je na njih naneseno, histogram mora vsebovati še legendo. Kaj pa mora vsebovati kolačnik? Naslov in legendo. 15

16 4. Kako sta povezana rob in ploščina ter rob in prostornina kocke? Stranica kocke Število kockic Število kvadratov v celotni kocki v osnovni ploskvi Graf prikazuje gibanje avtomobilčka na baterije. Koliko časa je avtomobilček vozil? 30 sekund. Kolikšno pot je pri tem opravil? 6 dm. Kolikšno pot je avtomobilček opravil v prvih petih sekundah? 1 dm. Kolikšno pot je avtomobilček opravil med deseto in petnajsto sekundo? 1 dm. Kolikšno pot je avtomobilček opravil v zadnjih petih sekundah? 1 dm. V kolikšnem času je avtomobilček prevozil pol metra? V 25 sekundah. Kaj pomeni širina stopnice na grafu? Čas med dvema zaporednima meritvama dolžine poti. Kaj pomeni višina stopnice na grafu? Dolžino poti, ki jo je avtomobilček prevozil med dvema zaporednima meritvama. 16

17 6. K opisom nariši kolačnike, h kolačnikom dodaj opise. Prvi primer je že narejen. Zadnjega si izmisli ti. Opis Na Uršin rojstni dan so pri kosilu razrezali manjšo torto na šest enakih delov. Urša je pojedla tri kose, oče dva, mama pa enega. Kolačnik Deleži torte, ki so jo pojedli družinski člani ob Uršinem rojstnem dnevu oče Urša mama Kolačnik je razdeljen na trikrat po 1/5 in 2/5. Če bi želeli učencem pri nalogi nekoliko pomagati, jim podajte skupno število zgoščenk, seveda naj bo deljivo s 5. Če je v knjižnici 250 zgoščenk, jih je 100 s pop glasbo, 50 z resno glasbo, 50 pravljic in 50 z jazzom. Deleži zgoščenk na polici v knjižnici resna glasba jazz pravljice pop Moja stara mama mi je večkrat povedala nasvet, ki se ga je naučila v mladosti. Dan je treba preživeti tako, da tretjino dneva spimo, tretjino delamo in se tretjino dneva zabavamo. Deleži dneva po dejavnostih delo prosti čas spanje Emil je pred kinodvorano izbral vrečko različnih bonbonov. V vrečko je stresel pet mandeljnovih bonbonov, pet lešnikovih bonbonov, pet bonbonov iz želeja in deset kislih špagetov. Deleži bonbonov v Emilovi vrečki mandljevi bonboni kisli špageti lešnikovi bonboni žele bonboni Strokovna literatura Janez Ferbar, Danica Mati, Stopničke, klančki, hribčki grafi, Pedagoška fakulteta v Ljubljani

18 Občutimo, merimo in razložimo Operativni cilji Spoznajo, da toplota teče s toplega na hladno. Začenjajo razločevati toploto in temperaturo: ko se termometer greje (prejema toploto), se gladina v njem dviga, ko pa se gladina ustali, kaže temperaturo. Zvedo, da različne snovi različno prevajajo toploto. Spoznajo pomen izolacijskih materialov. Spoznajo vrste toplotne izolacije pri živih bitjih. Spoznajo postopek za rezanje stiropora. Ugotavljajo izolacijske sposobnosti stiropora. Poglavje obravnava fizikalni veličini temperaturo in toploto ter načine za obdelavo stiropora. Temperatura je osnovna fizikalna veličina. Merimo jo v ºC ali v K (kadar z njo računamo, zlasti množimo, mora biti obvezno podana v K). Toplota je tisti del energije, ki se prenaša s telesa na telo zaradi razlike temperatur. Enota zanjo je J. V vsakdanji govorici pojma zamenjujemo. Pod gesloma toplomer in termometer najdemo v Slovarju slovenskega knjižnega jezika enako razlago: priprava za merjenje temperature. Razliko med toploto in temperaturo poglejmo na primeru. V čajniku je liter vode s temperaturo 15 ºC. Postavimo ga na vročo ploščo štedilnika. Toplota s štedilnika teče v čajnik, zato se čajniku in vodi zvišuje temperatura, voda se segreva. Fizik bi rekel tudi, da se je vodi povečala notranja energija. Ko v vodo preteče J toplote 5, se voda v čajniku segreje do temperature 100 ºC. Vodi se je notranja energija povečala za J. Če bi čaj kuhali v manjši posodi, v kateri bi bilo le pol litra vode, bi za segretje do enake temperature, torej do 100 ºC, potrebovali pol manj toplote in tudi notranja energija vode bi se povečala le za J. Opozorimo, da v čajnik teče toplota (energija), in ne kakšna snov. Preden so fiziki razumeli pojem toplote, so menili, da gre za snov. Misel so ovrgli šele z natančnim tehtanjem in primerjanjem mase segretih in ohlajenih teles seveda je bila masa v obeh primerih enaka. Temperaturo merimo s termometri: kapljevinskimi, termometri na tekoče kristale, termoelementnimi in infrardečimi (slika v učbeniku na str. 15 in v delovnem zvezku na str. 22). Oblika in mersko območje termometra sta odvisna od njegove vrste in tega, za kaj ga bomo uporabili. Merilniki toplote (kalorimetri) so manj običajni. Najdemo jih denimo v sistemih centralne kurjave. Toplota se prenaša s telesa na telo in tudi znotraj istega telesa na tri načine: s toplotnim prevajanjem (npr. gretje vode na štedilniku), s konvekcijskimi tokovi, ki nastanejo kot posledica razlike gostot (npr. Zalivski tok), in s sevanjem vsako segreto telo namreč oddaja energijo v obliki valovanja (tako segreva Sonce Zemljo ali infrapeč kopalnico). Toplota teče z mesta z višjo temperaturo na mesto z nižjo temperaturo. Zaradi sprejemanja toplote se telesa grejejo. Pri tem se poviša njihova temperatura. Trdna telesa se lahko stalijo, kapljevine izparijo, plinom, ki so v zaprti posodi, pa se poviša tlak. Vsa telesa, ki se sama ne grejejo ali hladijo od znotraj in so dalj časa v istem prostoru, imajo enako temperaturo, saj toplota od toplejših teles teče k hladnejšim tako dolgo, dokler se temperature ne izravnajo. To pokaže tudi meritev (najbolje z IR-termometrom, ker je hiter in z njim lahko dosežemo skoraj vsako površino). Kadar položimo roko na predmete iz različnih snovi, ki so dalj časa v istem prostoru, pa se nam kljub povedanemu zdi, da imajo različne temperature. Razlaga je v tem, da z roko ne čutimo temperature, ampak kako hitro toplota iz roke odteka v predmet. Čim hitreje odteka, tem nižja se zdi temperatura predmeta. Kako hitro toplota odteka, je povezano z lastnostmi snovi, med drugim s toplotno prevodnostjo. Snovi, ki počasi prevajajo toploto, so toplotni izolatorji. Toplotni prevodniki toploto hitro prevajajo. 5 Za segretje 1 kg vode za 1 ºC je potrebnih 4200 J toplote. Za druge snovi je ta vrednost drugačna, večinoma manjša, zato je hlajenje z vodo tako učinkovito. 18

19 Za zmanjšanje prehajanja toplote uporabljamo različne snovi. Pozimi se oblečemo v volno, hiše izoliramo s stiroporom, kameno volno... namesto debelih okenskih stekel uporabljamo dvojno ali trojno zasteklitev, med stekli pa je zrak, ročaje loncev izdelujejo iz plastike ali lesa. Kadar potrebujemo dobro prehajanje toplote, uporabljamo toplotne prevodnike: kovinsko posodo in radiatorje. Stiropor je umetni material. Izdelajo ga s penjenjem polistirena. Ima majhno gostoto, je mehak, dober toplotni in zvočni izolator. Lahko ga preoblikujemo mehansko z orodji za odrezovanje (nož za papir, žaga lisičji rep, brusilni papir za les). Je termoplastičen material, zato ga lahko preoblikujemo tudi toplotno. S stironožem talimo stiropor, predvsem kadar želimo rezati po krivih črtah. V naravi so se razvili različni sistemi za regulacijo prehajanja toplote. Perje, dlaka, puh, podkožno maščevje varujejo živali pred prehitrim prehajanjem toplote. Ptiče prekriva perje, sesalce dlaka. Ptičja peresa in dlaka so iz roževine ali keratina. Krovna peresa ptiča prekrivajo. Krovno pero ima debelo osrednjo os ali rebro, iz njega izhajajo stranska rebra in iz njih rebrca, ki so povezana s kaveljčki in sestavljajo kosmačo peresa. Takšna zgradba daje peresu stalno obliko in utrjuje peresno ploskev. Pod krovnim perjem so puhasta peresa, ki skupaj s krovnimi peresi tvorijo dobro toplotno zaščito. Kožuh večine sesalcev je sestavljen iz svilnato mehkih dlačic, ki rastejo v gostih šopih in sestavljajo podlanko. Podlanka sesalca varuje pred zunanjimi temperaturnimi spremembami in mu pomaga vzdrževati stalno telesno temperaturo. Ščetinasta dlaka je daljša, redkejša in sestavlja nadlanko. Kožo in podlanko varuje pred dežjem in snegom. Kožuh varuje živali pred mrazom pa tudi pred poletno pripeko. Sesalci, ki živijo na območjih z velikimi temperaturnimi nihanji, menjajo dlako ter imajo pozimi debelejši in gostejši kožuh kot poleti. Nekateri sesalci imajo samo podlanko, nekateri samo nadlanko. Koža slona, nosoroga in delfina pa je skoraj brez dlak. Prek gole kože na trebuhu ptiča (valilne pleše) toplota hitro prehaja v jajce, ptica pa z njo tudi dobro oceni, kolikšna je temperatura jajca, in se, če je previsoka, z gnezda umakne. Še nekaj podrobnosti o živalih, ki so omenjene v poglavju Činčila Činčile uvrščamo med glodavce, v družino vriskačev. Razširjene so v Čilu in Boliviji. Njihovo življenjsko okolje so gore nad drevesno mejo, skalnate stene z redkim rastlinjem, neporaščene visoke planote od 1000 do 3000 metrov visoko. Živijo v skupinah, družina šteje enega samca in pet do deset samic. Z lahkoto plezajo po stenah. Aktivne so ponoči, podnevi spijo v odprtinah med skalami. Hranijo se s semeni in plodovi, travami, zelišči in žuželkami. Živijo do 15 let. Imajo edinstveno dlako med sesalci. Njen koren se razcepi na 40 do 80 mikroskopsko tankih dlačic. Med dlako je zrak, ki je dober toplotni izolator, zato činčil v hladnem podnebju ne zebe. Dlako negujejo tako, da se kopajo v pesku. Rep je na koncu košat. Indijanci so si iz činčilje dlake tkali odeje in obleke. V naravi so ogrožene zaradi dragocenega kožuha. Danes so zaščitene, po vsem svetu pa jih rejci gojijo zaradi mehkih kožuhov. Navadni tjulenj Navadnega tjulnja uvrščamo med plavutonožce, v družino pravih tjulnjev. Tjulnji so vezani na morje, kjer lovijo hrano, in na kopno, kjer se parijo in kotijo mladiče. Telo je hidrodinamično, štiri noge so oblikovane v plavuti s podaljšanimi prsti. Njihova telesna temperatura je 37 C in v vodi hitreje izgubljajo toploto kot na kopnem. Prilagoditev za ohranjanje telesne temperature je ugodno razmerje med telesno površino in volumnom; veliko telo ima majhno površino, kar zmanjšuje izgubo toplote. Pod kožo imajo debelo plast maščobe (od 7 do 10 cm), ki je izolator in preprečuje, da bi toplota iz notranjosti tjulnjevega telesa prehitro prehajala v hladno morje. 19

20 Dlaka je neprepustna za vodo. Dlake nadlanke so sploščene na tesno položene dlake podlanke, ki so na vrhu zelo tanke. Oboje omogoča neprepustnost za vodo in hitro odtekanje vode s površine kožuha. Imajo tudi posebne prilagoditve na vročino, ko so na kopnem: zmanjšan je pretok krvi skozi plavuti, imajo kapilarne splete okoli ven in arterio-venozne anastomoze: posebne povezave, ki omogočajo hitro kroženje krvi pod kožo ob vročih dnevih in s tem izgubo odvečne toplote. S plavutmi mahajo po zraku, s tem se hladijo. Nimajo zunanjih uhljev, kožuh je mehak in gost, sprednje plavuti so šibke, zadnje plavuti vlečejo za sabo. Ko hodijo, pednjajo, težo prenašajo s prsnega na medenični del. Plavajo z zadnjimi nogami, s sprednjimi krmilijo. Samice skotijo mladiče na ledu. Mladiči imajo zelo gosto dlako, ki jih varuje pred mrazom. Bela štorklja Belo štorkljo uvrščamo med močvirnike, v družino štorkelj. V Sloveniji gnezdi. Vsako leto gnezdi tudi v ljubljanskem živalskem vrtu. Februarja in marca lahko opazujete paritveno vedenje, ko par šklepeta s kljunoma. Zgradita si gnezdo, samica odloži jajca, ki jih valita oba. Mladiči poletijo julija ter nad živalskim vrtom vadijo vzlet, let in pristanek. Gojenje živali Telesno temperaturo živali, ki jih gojite v razredu ali učenci doma, lahko primerjate s svojo temperaturo. Psi, mačke, hrčki, kunci in vsi drugi sesalci imajo večinoma temperaturo okoli 37 Celzija. Papige, kanarčki, grlice in drugi ptiči pa nekoliko višjo temperaturo kot mi. Prijemate lahko žuželke mokarje, murne in paličnjake, ki imajo temperaturo odvisno od okolja. Če jim jo malo znižate, se upočasnijo, pri še nižjih temperaturah pa otrpnejo. Dolgotrajne nizke temperature so zanje smrtne. Potrebna je previdnost pri zniževanju temperature (pozimi na prostem za zelo kratek čas ali pa v hladilniku). Priporočam vam gojenje činčile v razredu. Kupite lahko posebno kletko in žival pri rejcu. Hranite jo z briketi za činčile, dodajate oves, seno, jabolka, korenje in kamen za glodavce. Potrebuje tudi vodo za pitje in poseben pesek, v katerem se valja, in si tako neguje kožuh. Činčile se hitro udomačijo in zelo motivirajo učence. Ugotovili bodo, kako je mehka na otip in kako gosto dlako ima. Posebne dlake činčile lahko gledate pod mikroskopom. Ko bodo učenci skrbeli za činčilo, bodo mimogrede osvojili veliko učnih ciljev 4. in 5. razreda. Činčile so zavarovane z zakonom. To pomeni, da jih v naravi ne smemo več loviti in jih gojiti doma. Po vsem svetu pa so rejci, ki že dolga leta gojijo činčile, ki s tistimi v naravi nimajo več veliko skupnega. Od takega rejca lahko kupimo žival. Didaktična navodila in opozorila 12. Oceni, ali imajo predmeti iz različnih snovi enako temperaturo. Pazite, da bodo učenci preizkušali snovi, ki so dalj časa v istem prostoru in niso bile v bližini toplotnih izvirov (na njih nekaj časa ni nihče sedel, nanje ni sijalo sonce...). Roko položi na predmete. Uredi snovi od najhladnejše do najtoplejše, kot jih občutiš. kovina < plastika < les < stiropor Katera od teh snovi je najboljši toplotni prevodnik? Kovina. 20

21 13. So temperature predmetov iz različnih snovi ocenjene pravilno? Velja podobno opozorilo kot pri prejšnji nalogi. IR-termometri so dandanes še nekoliko dražji, vendar pričakujemo, da bodo iz leta v leto cenejši. Z vsakim drugim termometrom boste otroke težko prepričali, da imajo vsi predmeti enako temperaturo. 14. Zakaj imajo vsa telesa in zrak v učilnici enako temperaturo? Uporabite kapljevinske ali pa termometre na termoelement. Če bi res radi pokazali, da sta temperaturi vode v obeh posodah enaki, pred poskusom preizkusite termometre in izberite tak par, ki kaže čim bolj podobno. Ker se voda segreva ali ohlaja tudi zaradi okolice, naj ima hladna voda nekoliko nižjo temperaturo od okolice, topla voda pa višjo. Dopolni trditve. Temperatura vode v kovinskem lončku pada. Temperatura vode v plastični posodi narašča. Voda v kovinskem lončku oddaja toploto, voda v plastični posodi prejema toploto. Voda v kovinskem lončku se ohlaja, voda v plastični posodi se segreva. To se dogaja tako dolgo, dokler ni temperatura obeh kapljevin enaka. 15. Hladilna torba za pločevinko ali plastenko soka V delovnem zvezku je napisan postopek za izdelavo hladilne torbe. Velikost učenci določijo glede na vsebino, ki jo želijo shraniti v hladilni torbi. Embalažna škatla plašč hladilne torbe je skicirana v pomanjšanem merilu. Ima štiri stranice, dno in pokrov. Zalepek je del materiala (kartona), ki ga namažejo z lepilom in prilepijo, prav tako dno, pokrov pa lahko odpirajo. Notranjost škatle obložijo s centimeter debelimi stiropornimi ploščicami. Tako stiroporno ploščo lahko režejo z nožem za papir ali pa termično s stironožem. Stiropor lepijo z belim mizarskim lepilom ali lepilom za stiropor. Zunanjost hladilne torbe lahko poljubno okrasijo ali oblepijo z različnimi materiali. 16. Štorklja greje in vali jajca. Kaj misliš, jih greje prek kože ali prek perja? Pazite, da ne boste uporabili prevroče vode. Natočite tako vročo vodo, kot jo še zdržite, potem pa jo pustite malo stati, saj so otroške roke občutljivejše od vaših. Prehladna voda ne bo dala želenih rezultatov. Zakaj za pomivanje posode uporabljamo rokavice? Uporabljamo jih zato, da varujemo kožo pred vplivom čistila. Kadar pri pomivanju uporabljamo rokavice, pa tudi opazimo, da lahko pomivamo v bolj vroči vodi, kot bi sicer. 21

22 Naloge za ponavljanje 1. Doma poišči vse termometre. Nariši ali opiši jih. Za vsakega povej, v katerem temperaturnem območju merimo z njim (od do ). Živosrebrni termometer za merjenje telesne temperature. Od 34 do 42 ºC. Termoelementni termometer za merjenje telesne temperature. Od 32 do 42 ºC. Infrardeči termometer za merjenje telesne temperature. Od 20 do 42 ºC. Kapljevinski (alkoholni) termometer za merjenje temperature kopeli. Od 0 do 50 ºC. 2. Dopolni povedi. Mama nareže hladne palačinke v fritate. Pri kosilu jih prelijemo z vročo juho. Fritati se segrevajo, juha se ohlaja. Temperatura fritatov se poveča, temperatura juhe se zmanjša. Toplota teče od juhe k fritatom. Na mizi je vroča čokolada. Čokolada se ohlaja, okoliški zrak se segreva. Temperatura čokolade se manjša, temperatura okoliškega zraka se veča. Toplota teče od čokolade k okoliškemu zraku. Hladno telo postaviš ob vroče telo. Hladno telo se segreva, vroče telo se ohlaja. Temperatura hladnega telesa se povečuje, temperatura vročega telesa se zmanjšuje. Toplota teče od vročega telesa k hladnemu telesu. 3. V dnevni sobi so kanarček, pes, Anja, pohištvo, klavir, prižgan televizor in ugasnjen radio ter kozarec kokakole z ledom. V sobo ne sije sonce. Kateri predmeti imajo po dolgem času enako temperaturo? Pohištvo, klavir, radio, kozarec kokakole. Kateri predmeti imajo po dolgem času višjo temperaturo kot klavir? Kanarček, pes, Anja, televizor. Kateri predmeti imajo po dolgem času nižjo temperaturo kot klavir? Nobeno od zgoraj naštetih. Če bi opazovali po krajšem času, pa se morda kokakola še ne bi segrela do temperature klavirja. 4. Janez in Peter imata na zunaj enaki hladilni torbi, znotraj pa sta različni. V Petrovi je manj prostora kot v Janezovi. V kateri torbi hladna pijača v vročem dnevu ostane dlje časa hladna? V Petrovi. Petrova hladilna torba je obložena z debelejšo plastjo stiropora, zato je v njej manj prostora. Toplota v Petrovo torbo teče počasneje kot v Janezovo. V kateri torbi vroča pijača v hladnem dnevu ostane dlje časa topla? V Petrovi. Petrova hladilna torba je obložena z debelejšo plastjo stiropora. Toplota iz Petrove torbe teče počasneje kot iz Janezove. 5. Kaj je valilna pleša? Zakaj jo ptiči imajo? To je gola koža na ptičevem trebuhu. Prek valilne pleše toplota hitro prehaja v jajce, ptica pa z njo tudi dobro oceni, kolikšna je temperatura jajca, in se, če je previsoka, z gnezda umakne. 22

23 Prostornina in gostota Operativni cilji Iz izkušenj povzamejo, da vsako telo zavzema prostor, da gre v posodo več snovi, čim večjo prostornino ima, in da na istem prostoru ne moreta biti dve telesi hkrati. Znajo primerjati prostornine teles različnih oblik. Spoznajo, da se pri gnetenju (ilovice, plastelina), presipavanju (mivke in žita) in prelivanju (kapljevine) ohranja prostornina snovi. Spoznajo, da gre v posodo več snovi, če jo stlačimo, zgostimo. Spoznajo gostoto snovi. Vedo, da telesa, ki tonejo v tekočini, odrivajo tekočino navzgor. Vedo, da telesa v tekočini potonejo zaradi teže, seveda, če so gostejše od okoliške tekočine. Iz poskusov vedo, da se voda in zrak pri segrevanju raztegujeta in redčita, pri ohlajanju pa se krčita in zgoščata. Telesa in snovi zavzemajo prostor. Na istem mestu ne moreta biti dve telesi (snovi) hkrati; v prazno steklenico nalijemo kapljevino le, če omogočimo zraku, da izteče iz nje. Ko se odpravljamo na počitnice, v poln avtomobilski prtljažnik ne moremo stlačiti še ene polne vrečke, pa če bi jo na dopustu še tako zelo potrebovali. Mera za prostor, ki ga zavzemajo telesa in snovi, je fizikalna veličina prostornina. Enote za prostornino so m 3, dm 3 ali l, dl, cm 3 ali ml. Prostornine geometrijskih teles določimo tako, da premerimo njihove značilne robove in prostornine po matematičnih obrazcih izračunamo. Prostornine kapljevin merimo z merilnimi valji ali menzurami. Prostornine poljubno oblikovanih trdnin (denimo kamnov) lahko zlahka merimo tako, da izmerimo vodo, ki jo telesa izpodrinejo, saj sta prostornini teles in izpodrinjene vode enaki. Nestisljivim snovem se prostornina ohranja, ne glede na to ali jih gnetemo, presipavamo ali prelivamo. Stisljivim snovem s stiskanjem zmanjšamo prostornino. Za železen predmet radi rečemo, da je težak, in zato na vodi ne plava. Za kos lesa pravimo, da je lahek, zato na vodi plava. Bržkone si lahko predstavljamo, da je lesen hlod mnogo težji od žeblja, pa vendarle hlod plava, žebelj pa ne. Železo ni težko, pač pa je njegova gostota večja od gostote vode. Prav tako les ni lahek, njegova gostota je manjša od gostote vode. Gostota telesa ali snovi je mera za količino snovi v prostorninski enoti. Enota zanjo je kg/m 3, v uporabi so tudi druge enote: kg/l, g/l, g/ml... Gostota vode pri sobni temperaturi je denimo 1 kg/l, gostota železa 7,88 kg/l, živega srebra 13,55 kg/l, gostota zraka pa približno 1,3 g/l. Gostota snovi se s temperaturo in tlakom spreminja. Navadno se z večanjem temperature manjša, z višanjem tlaka pa veča. Pomembna izjema je voda. Za življenje pomembno lastnost vode, da se ji gostota pri segrevanju od 0 ºC do 4 ºC manjša, imenujemo anomalija vode. Hladne in mrzle plasti na površju vode pozimi ne potonejo, ampak zamrznejo. Led ima manjšo gostoto od vode, zato na njej plava. Voda na dnu globljih ribnikov in jezer obdrži temperaturo okrog 4 ºC. Pojem gostote je zapleten. Gostota je veličina, opredeljena z razmerjem dveh veličin (mase in prostornine), ki se obe nanašata na velikost predmeta. Gostota je tudi snovna lastnost. Razmerje med maso in prostornino snovi se nanaša na točno določeno količino snovi. Gostoto povezujemo s plovnostjo predmetov. Plovnost pa je odvisna od razmerja med gostoto predmeta (snovi) in gostoto medija, v katerem predmet (snov) plava. Odvisna je torej od razmerja med razmerjema. Gostoto spreminjamo tudi s stiskanjem ali preoblikovanjem predmetov. Najbrž je pojem gostote prezapleten, da bi ga otroci pri tej starosti lahko natanko razumeli. Namen obravnave snovi je, da sistematično pridobivajo konkretne kvalitativne izkušnje o pojmu, na katerih bodo v višjih razredih lahko zgradili pravo kvantitativno predstavo o tej veličini. 23

24 Didaktična navodila in opozorila 17. Uredi telesa po prostornini. Pri izbiri predmetov bodite pozorni na to, da predmeti v vodi ne bodo plavali. Za poskus so zelo dobri različni kamni, ki jih za lažje ravnanje z elastikami pritrdite na vrvice (glejte sliko v učbeniku na str. 22). Za primerjanje med prostornino prelite vode uporabite enake kozarčke. Morda na začetku ni dobro uporabljati merilnih valjev z oznakami, saj je dovolj, da predmete le uredijo po prostornini, torej jih le primerjajo. 18. Dve snovi ne moreta biti hkrati na istem prostoru. A) Na začetku naj otroci poljubno eksperimentirajo. Ko naberejo (ali prikličejo v zavest) nekaj izkušenj, se lotijo sistematičnega opazovanja. Morda bodo sami ali pa z vašo pomočjo znali z besedami povedati, kaj mora biti izpolnjeno, da posode lahko napolnijo z vodo. B) Obkrožiti je treba prvo, četrto in sedmo sliko (gledano po vrstah od leve proti desni). 20. Zakaj misliš, da olje plava na vodi? Dovolite, da bodo otroci napisali, karkoli jim pride na misel, pa če bo zvenelo še tako nelogično. Učence spodbujajte (z vprašanji in poskusi), da bodo sami našli najboljše razlage, in tudi, da bodo našli napake v svojem razmišljanju. 21. Zakaj olje plava na vodi? Po tehtanju zlijte skupaj vse olje (1 dl) in vodo (pol dl). Pravilne trditve: b) Prostornina olja je večja od prostornine vode. d) Masa olja je večja od mase vode. b) Olje plava na vodi, ker je enaka prostornina olja lažja od enake prostornine vode. 22. Primerjaj gostote vode ter stiroporne in kovinske kroglice. Uredi po gostoti. Najmanjšo gostoto ima: stiropor (morda bodo otroci rekli stiroporna kroglica, kar je tudi res). Srednjo gostoto ima: voda. Največjo gostoto ima: kovina (kovinska kroglica). Sta masi stiroporne in kovinske kroglice enaki? Ne. Kako to veš? Ker je kovinska kroglica potonila, stiroporna pa ne. Prepričaj se s tehtanjem. Tega dela poskusa nikar ne izpustite, pa če se vam bo še tako mudilo. 23. Kaj ima večjo gostoto? Katera žlička je večja? Žlička iz plastelina. Katera žlička ima večjo gostoto? Kovinska žlička. 24

25 24. Podčrtane besede opisujejo spremembe gostote. Gostota se poveča: usedel, stlačili, stali. Gostota se zmanjša: zmrznila. 25. Se s spreminjanjem temperature spreminja gostota zraka? Za lažje govorjenje uporabite enake balone različnih barv. Čim večja je temperatura zraka, tem manjša je gostota. Naloge za ponavljanje 1. Sestavi seznam reči, ki ste jih nazadnje kupili v trgovini z živili. Uredi jih po prostornini. Tu se zanašamo na izkušnje. Verjetno bodo imeli otroci težave. Če je mogoče, jih odpravite z merjenjem, če pa ne bo šlo, nekatere snovi preprosto izpustite. 2. Spodaj so naštete snovi. Podčrtaj tiste, ki so gostejše od vode. Železo, pluta, bencin, plastika, les, maslo, smetana, suh papir, moker papir, steklo, baker, zlato, suha tkanina, mokra tkanina, guma, plastelin. Nekateri plastelini in plastike na vodi plavajo. Pričakujemo, da bodo učenci pojasnili, da na vodi plavajo tiste snovi, ki so gostejše od vode. 3. Plastike imajo različno gostoto. Miro je stehtal dva enako velika kosa plastike. Rdeč kos je bil težji od modrega. Kateri kos ima večjo gostoto? Rdeči. Kateri kos bi bil večji, če bi oba tehtala enako? Modri. 4. Obkroži pravilne trditve. b) Redkejše snovi plavajo na gostejših. c) Enako veliki predmeti iz gostejše snovi tehtajo več kot predmeti iz redkejših snovi. e) Enako težki predmeti iz gostejše snovi imajo manjšo prostornino kot predmeti iz redkejše snovi. g) Predmeti iz enako goste snovi in z enako prostornino so enako težki. h) Večji predmeti iz enako goste snovi so težji od manjših predmetov. 5. Baloni na topel zrak plavajo v hladnejšem zraku. Zakaj? Ker je gostota toplega zraka manjša od gostote hladnega zraka. 6. V tanki cevki je voda pri 30 ºC. Gladina vode v cevki pri 10 C je nižja kot pri 30 C, gladina pri 80 C pa je višja kot pri 10 C. 25

26 Za zelo radovedne I. Zrak se pri segrevanju in ohlajanju krči in razteza. OPOZORILO: Temperature v pečici nikoli ne nastavi na več kot 50 C. Pazi, tudi pri tej temperaturi se lahko opečeš. 1. poskus: Prostornina plastenke se zmanjša. 2. poskus: Ko vzameš plastenko iz zamrzovalnika, ima manjšo prostornino kot pred tem. Čez čas se ji prostornina spet zveča. 3. poskus: Ko jo vzameš iz pečice, je napihnjena. Ko jo odpreš, nekaj zraka iz nje izteče. 4. poskus: Plastenka je napihnjena. Napihnjena je bolj kot v 3. poskusu. Strokovna literatura Simon Bailey, Glava, srce in roke pri začetnem naravoslovju, Atraktor

27 Zapiski 27

28

29 Predlog letne Voda tematske priprave za pouk

30 VODA MARSIKJE IN ZA MARSIKAJ Poglavje je motivacija za celotni sklop voda. Pri pregledu izkušenj in znanja učencev o tej temi smo pozorni predvsem na vlogo vode za življenje na Zemlji ter na njeno prisotnost v različnih oblikah in okoliščinah. Didaktična navodila in opozorila 26. Kaj je na vseh slikah v učbeniku? Dobro si jih oglej in zapiši svoje misli. Na vseh slikah je voda. Njihova risba naj prikazuje karkoli, kjer se tudi pojavlja voda. 28. Naštej čim več lastnosti vode. Podčrtaj tiste, ki so po tvojem mnenju pomembne za živa bitja. Pri sobnih pogojih je tekoča, v njej se raztapljajo različne snovi, spreminja obliko (agregatna stanja), je prozorna, na Zemlji je tekoča ali stoječa... Pri tem vprašanju zbiramo izkušnje, predznanje in domneve. Povprašajmo učence, zakaj so določene lastnosti podčrtali. V živih bitjih voda potuje Operativni cilji Opišejo pot vode v kopenski rastlini od črpanja iz zemlje do izhlapevanja. Spoznajo pomen vode za življenje. Opišejo, kaj se dogaja z vodo v človeškem telesu. Primerjajo žile rastlin in človeka. Ugotavljajo prisotnost vode ter tok, ki prenaša snovi. Vedo, da voda v telo prenaša in iz njega odnaša snovi. Spoznajo, da se z znojem in sečem iz telesa odstranjujejo škodljive snovi. Utemeljijo človekovo vsakdanjo potrebo po vodi. Potovanje vode v rastlinah Korenina Rastlinske korenine črpajo iz prsti vodo z raztopljenimi neorganskimi snovmi in pritrjujejo rastlino v podlago. Iz glavne korenine izraščajo stranske korenine. Nekatere rastline v glavni korenini shranjujejo hranilne snovi (korenje, pesa). Iz glavne in stranskih korenin izraščajo koreninski laski, ki so dolgi in tanki. So enocelični izrastki koreninske povrhnjice, ki iz prsti vsrkavajo vodo z raztopljenimi neorganskimi snovmi. Ta tekočina teče v korenini v vse dele rastline. Koreninski laski zelo povečajo površino, skozi katero rastlina dobi vodo in neorganske snovi. Na koncu korenin je koreninska čepica, sestavljena iz posebnih celic. Te varujejo rastni vršiček korenine pred poškodbami, ko prodira in raste v prsti. V celicah koreninske čepice so tudi posebna zrnca, s katerimi zaznavajo težnost in smer, v katero rastejo. Steblo Steblo je organ višjih rastlin, ki povezuje vse dele rastline s koreninami, nosi liste in cvetove. V njem je prevajalni sistem, v katerem se prevajajo voda in hranilne snovi. Prevajalne žile se začnejo v najtanjših koreninah in potekajo po vsej rastlini. Žile sestavljata floem in ksilem. V ksilemu ali vodovodnih ceveh se pretaka voda z raztopljenimi neorganskimi snovmi od korenin do vrha rastline, v floemu ali sitastih ceveh pa se pretaka voda z raztopljenimi hranilnimi snovmi iz listov v vse dele rastline. Vsa stebla imajo povrhnjico, ki ne prepušča vode. Lesnate rastline imajo olesenela stebla, katerih varovalni ovoj imenujemo skorja. Nekatere rastline imajo na steblih bodice ali trne. 30

31 List Listi zelenih rastlin so zelo različnih oblik in velikosti. Na steblu so razvrščeni v določenih razmikih. Med seboj se ne prekrivajo, zato dobijo kar največ sončne svetlobe. Deli lista so listna ploskev, povrhnjica, listna sredica z listnimi žilami in listni pecelj. Na listni površini je povrhnjica ali epiderm, ki je sestavljena iz celic krovnega tkiva, za vodo delno neprepustnih. Navzven povrhnjica izloča voskasto snov, kutin, ki ne prepušča vode. V povrhnjici so posebna mesta listne reže, skozi katere prehajajo plini. Skoznje izhlapeva tudi voda. Ob vročih in suhih dnevih so reže večinoma zaprte. Listne žile so sestavljene iz ksilema in floema. Po njih se pretaka voda z neorganskimi snovmi in voda s hranilnimi snovmi. V listni sredici je veliko kloroplastov, v katerih poteka fotosinteza. Listi oddajajo vodo s transpiracijo ali izhlapevanjem. Voda izhlapeva iz vseh delov rastline. Kitajski oslez (Hibiscus rosa sinensis) Uvrščamo ga v družino slezenovke (Malvaceae); oslezi so subtropska drevesa in grmovnice. V naravnem okolju jih pogosto sadijo za žive meje. V naravi raste okoli 150 vrst. Cvetovi so veliki in barviti, v rdeči, rumeni ali oranžni barvi. V lončku kitajski oslez lahko zraste do 150 cm. V eni rastni dobi lahko podvoji višino. Cveti od pozne pomladi do začetka jeseni. Posamezen cvet je odprt le 36 ur. Ustrezajo mu senčni rastlinjaki ali svetle okenske police, kjer ni neposredne sončne svetlobe. Potrebuje pogosto zalivanje in rosenje po listih. Spomladi ga obrežemo in presadimo v svežo prst. Požene nove poganjke, ki cvetijo. Afriška vijolica ali navadna sanpavlija (Saintpaulia ionantha) Uvrščamo jo v družino gesnerijevke (Gesneriaceae). Kljub imenu ni v sorodu z evropskimi vrstami vijolic. V naravi uspeva v južni Afriki. Cvetovi so temno in svetlo modri, svetlo in temno vijoličasti, rdeči, rožnati in beli. Imajo enojno pa tudi dvojno število venčnih listov. V lončku zraste do 10 cm visoko. Cveti vse leto. Ustrezajo ji svetli prostori, kjer ni neposredne sončne svetlobe. Zalivamo jo manj kot oslez. Ko se zemlja v lončku izsuši in se listi rahlo povesijo, jo malo zalijemo. Presadimo jo enkrat na dve leti. Potovanje vode v živalih Ko pes pije vodo, gre voda iz ust v požiralnik, želodec, tanko in debelo črevo. Del vode iz črevesja vstopi skupaj z raztopljenimi snovmi v krvne žile. Manjši del vode se skozi zadnjico izloči z iztrebkom. Kri teče po krvnih žilah, ki so sklenjene, do vseh delov telesa, tudi v ledvice. Ledvice sta fižolasto oblikovana, rdečerjava izločevalna organa. Ledvice uravnavajo vsebnost vode, soli in drugih snovi v krvi. Odstranjujejo presežke teh snovi pa tudi dušik vsebujoče končne produkte presnove. Te snovi se skupaj z vodo izločijo iz telesa v obliki urina. Izhlapevanje Voda izhlapeva s površine živalskega telesa in iz dihalnih poti, prav tako izhlapeva iz celotne rastline. Pri izhlapevanju voda odvaja toploto iz organizma. To je pomembno za uravnavanje telesne temperature, še posebno takrat, kadar ima okolica višjo temperaturo kot živo bitje. Izhlapevanje vpliva tudi na vodno ravnovesje v organizmu. Vodo, ki izhlapi, mora namreč nadomestiti. Didaktična navodila in opozorila Za opazovanje potovanja obarvane vode v rastlini so primerni cvetovi z belimi venčnimi listi. Kot barvilo je najbolj uporabno črnilo ali barva za pirhe, ki pa ne sme biti preveč gosta. Jedilna barvila vsebujejo veliko sladkorjev in rastlina zato hitro oveni. Za poskus, pri katerem učenci ugotavljajo, kje v steblu so cevke, v katerih se pretaka voda, so primerne veje grmovnic, npr. navadne kaline. Prvi veji odstranimo skorjo, drugi notranji del, ostane samo skorja, tretja veja pa je za kontrolo. V posodo z vodo damo veje tako, da so v vodi samo spodnji deli. Ker smo celice, v katerih se prevaja voda, odstranili skupaj s skorjo, bodo oveneli listi na veji, ki smo ji skorjo odstranili. 31

32 Dodatne zamisli za popestritev pouka V razredu lahko na okenski polici gojite čim več različnih sobnih rastlin. Presajajte jih vsako pomlad skupaj z učenci. Idealno bi bilo, da bi imel vsak svojo lončnico, za katero bi tudi skrbel. Pri potovanju vode v rastlini lahko v obarvano vodo vtaknete tudi steblo z listi zelene ali zelen list hrasta ali javorja ter opazujete spremembo v obarvanosti stebla in listov. Pri tem si bodo učenci lažje predstavljali, kje v steblu in listu so žile, v katerih potuje voda z raztopljenimi snovmi. Preizkušate lahko različna stebla in liste, izdelate plakat ter izberete stebla in liste, v katerih se najbolje opazuje potovanje obarvane vode. Plakat o potovanju vode v rastlini in živali je lahko zelo zanimiv za učence. Izberejo naj si rastlino ali žival, ki jim je všeč, ter skušajo narisati in napisati, kako potuje voda v njih. Strokovna literatura David Longman, Nega sobnih rastlin, MK 1989 Richard Gilbert, 200 sobnih rastlin, DZS 1990 Družinska enciklopedija narava, MK 1996 Zakaj je voda tako nujna za življenje Operativni cilji Spoznajo pojme topilo, topljenec in raztopina. Spoznajo vodo kot topilo. Ugotovijo, da se v vodi lahko raztopi le omejena količina snovi, nekatere pa se v vodi ne topijo. Ugotovijo, da je voda sestavni del večine živil in pijač. Odločijo se za pitje vode brez dodatkov. Poznajo znake za strupene snovi. V prejšnjem poglavju smo pokazali, da voda v živih bitjih potuje ter pri tem prenaša hranilne in odvečne snovi. Biološki pomen vode je posledica njenih fizikalnih in kemijskih lastnosti. Ena najpomembnejših lastnosti vode je, da je odlično topilo. Molekula vode (H 2 O) je polarna. To pomeni, da je električni naboj v njej razmaknjen negativni naboj je zbran bolj na kisiku, pozitivni pa bolj na vodiku. Zato molekula vode privlači nabite ione in z njimi tvori šibke vezi. Voda je odlično topilo, zato v naravi ni čiste vode. To pomeni, da ni snovi, ki bi vsebovala zgolj molekule H 2 O, ampak so le naravne vodne raztopine. Reagira lahko kot oksidant ali kot reducent in je ena najbolj vsestranskih kemikalij. Raztopina je mešanica dveh ali več snovi (komponent), ki sestavljajo eno samo fazo, navadno kapljevino. Ena od komponent (praviloma prevladujoča) je topilo, druge pa so topljenci, ki so raztopljeni v njem. Topljenci so lahko trdnine, kapljevine ali plini. Vrelišče in tališče raztopine sta odvisni od množine topljenca. Čeprav je voda najpogostejše in najpomembnejše topilo, z izrazom topilo navadno označujemo organska topila. To so lahko hlapne, nepolarne organske snovi, ki jih uporabljamo za raztapljanje nepolarnih snovi. Uporabljajo se v proizvodnji lepil, premazov, plastičnih mas in podobno. V vsakdanjem življenju jih pogosto uporabljamo za odstranjevanje lakov ter kot razredčila za premaze in lake. Organska topila so nevarne kemikalije, ker so lahko vnetljiva, eksplozivna in toksična. V sodobni ekološko usmerjeni proizvodnji se jim poskušajo kolikor je mogoče izogibati. Zato čedalje pogosteje srečujemo izdelke z zmanjšano vsebnostjo organskih topil, ali pa se kot topilo uporablja voda. Nekateri novejši izdelki so narejeni brez topil. Primer so predvsem lepila (lepilni stiki), ki so včasih vsebovala organska topila (na primer UHU). 32

33 Povsem natančno topnost neke snovi v vodi ni nikoli nič. Vendar je topnost nekaterih snovi bistveno večja od topnosti drugih. Tako je topnost soli zelo velika, apnenca (ki je sestavni del peska) pa zelo majhna. Podobno je s topnostjo olja. Snovi z zelo majhno topnostjo na tej učni stopnji navadno obravnavamo kot netopne. Vsestransko topilo, to je snov, v kateri bi se topile vse snovi, ne obstaja. V vsakem topilu se nekatere snovi topijo, druge pa ne. Snovi, ki se raztapljajo v vodi, imenujemo vodotopne. Poleg trdnih snovi (sol, sladkor, milo) so to tudi plini. Za življenje sta pomembna predvsem kisik in ogljikov dioksid. Masa raztopine je enaka vsoti mas vseh sestavin, to je topila in vseh topljencev. Pri raztapljanju se ohranja masa snovi. To pomeni, da velja zakon o ohranitvi mase. V vsakem topilu se lahko raztopi le omejena količina topljenca. Količino topljenca, ki jo je mogoče pri dani temperaturi in tlaku raztopiti v enoti topila, imenujemo topnost. Navadno jo izražamo z grami topljenca v 100 g topila. Topnost trdnih snovi se z naraščajočo temperaturo povečuje, topnost plinov pa zmanjšuje. Raztopina z največjo možno količino topljenca je nasičena raztopina. Če se temperatura nasičene raztopine zmanjšuje, se topljenci izločajo. Tako iz raztopine pridobivajo predvsem trdne topljence, na primer nekatere kristale. Drugače je s plini. Če vodo, v kateri so raztopljeni, segrevamo, se plini izločajo. Zato v toplejših vodah ni toliko organizmov, ki potrebujejo kisik. Uravnavanje količine vode v telesu in uravnavanje koncentracije v njej raztopljenih snovi je značilnost višje razvitih organizmov. V celicah, medcelični tekočini in krvi je vodna raztopina, ki ima natančno določeno vsebnost topljencev. Manjše spremembe v razmerju med topljenci in topilom lahko pomenijo slabše počutje ali kronično utrujenost, večje pa bolezen in smrt. To je osnova laboratorijskih pregledov krvi in urina. V človeškem organizmu je okoli 1/3 vode zunaj celic, 2/3 pa je je v obliki celične vode. Voda in v njej raztopljene snovi nenehno potujejo skozi celično membrano v obeh smereh. Zunajcelična tekočina se nenehno giblje, tako da so vse celice, ki jih obliva, v približno enakem okolju. Celice so sposobne živeti, rasti in pravilno delovati le v vodni raztopini z določeno koncentracijo kisika, glukoze, aminokislin, maščob in elektrolitov. Nekaj zunajcelične vode je v krvnem in limfnem ožilju. Didaktična navodila in opozorila 35. Kaj se zgodi, ko se zrnje zmoči? Poskus pokaže, da semena rastlin začnejo kaliti, če so na toplem. Rast se začne z vodo. Voda požene snovni tok, ki omogoča rast. 36. Gotovo znaš pripraviti slano vodo. Kako veš, da se je sol raztopila? Pri poskusu opozorimo na to, da v raztopini ne vidimo delcev topljenca. Ko je sol raztopljena v vodi, ne vidimo več posameznih zrn soli. To spoznanje je pomembno zato, da bomo lahko pozneje (glej 38. nalogo) določili količino soli, ki se ne more več raztapljati. 37. Katere snovi se raztapljajo v vodi? Pričakujemo, da bodo učenci zapisali, da se raztapljajo sol, sladkor, pralni prašek in milo. Pričakujemo tudi, da bodo ugotovili, da se stiropor ne raztaplja v vodi. Za vse druge snovi so možni različni odgovori. Pesek in kamenje se v vodi ne raztapljata. Vendar če voda po njih teče dolgo časa, se raztopi nekaj rudninskih snovi in nastane trda oziroma mineralna voda. Pesek in kamenje se v vodi zelo slabo raztapljata. Kaša in riž se napijeta vode. Če bi ju drobno zmleli, bi ugotovili, da se v vodi raztapljata. Žvečilni gumi vsebuje snovi, ki mu dajejo okus (npr. sladkorji in arome). Te snovi se v vodi raztapljajo. Prežvečeni žvečilni gumi, ki je že brez okusa, je praktično netopen v vodi. Če bi ga v njej pustili dolgo časa, bi razpadel. Pri nalogi je nekaj praznih vrstic, kamor lahko učenci dopišejo še druge snovi. Paziti moramo pri kapljevinah te se z vodo mešajo ali pa ne. Olje se ne raztaplja v vodi in se z njo tudi ne meša. Malinovec pa je vodna raztopina in se z vodo meša. To pomeni, da se raztopina malinovca razredčuje, saj mu dodajamo topilo. 33

34 38. Se v čaši vode raztopi poljubna količina soli? Kolikšna je masa raztopine? Se v čaši vode raztopi poljubna količina soli? Kolikšna je masa raztopine? Poskus je umerjen tako, da ga lahko izvedemo s kuhinjsko tehtnico in običajno posodo. Pred izvedbo poskusa opozorimo učence, da raztopljene soli v vodi ne vidimo. Po končanem poskusu ostane prenasičena raztopina soli, ki jo potrebujemo za naslednji poskus. Poskus uvaja kvantitativno delo. Podatki, zapisani v preglednico, so v skladu z zakonom o ohranitvi mase. Pravilne in napačne trditve: Masa vode in masa slane vode sta enaki. Masa vode je večja od mase slane vode. Masa vode je manjša od mase slane vode. Masa slane vode je enaka vsoti mas soli in vode. Masa slane vode je večja od vsote mas soli in vode. Masa slane vode je manjša od vsote mas soli in vode. Če masi slane vode odštejemo maso vode, dobimo maso soli. 39. Ugotovi, koliko soli lahko največ raztopiš v vodi. V prenasičeni raztopini so vidni delci neraztopljene soli. Če jo precedimo skozi primerno gosto cedilo, dobimo nasičeno raztopino in sol, ki se ni raztopila. Topnost soli v vodi določijo s tehtanjem nasičene raztopine ter z uporabo ugotovitev in podatkov iz prejšnje naloge. Zelo radovedni lahko z enakim postopkom določijo tudi topnost sladkorja. 40. Koliko vode je v jabolku? S tem poskusom določijo vsebnost vode v jabolku in jo približno prikažejo s kolačnikom. Zelo radovedni lahko določijo tudi vsebnost vode v drugem sadju ali zelenjavi. 41. Katere snovi so v mleku? Snovi, ki so v mleku, so navadno napisane na embalaži. Učenci ugotovijo, da je masa teh snovi zelo majhna. Opozorimo lahko na razlike med različnimi vrstami mleka (vsebnost maščobe). Naloga navaja na branje podatkov, ki so namenjeni kupcu. Pri tem lahko opozorimo, da je takšno preverjanje vse bolj pomembno. To velja še posebno, če ne želimo uživati nekaterih sestavin (denimo sladkorja) ali pa moramo njihovo količino močno zmanjšati. 41. Kaj je v sadnih sokovih in drugih pijačah? Podobna naloga kot prejšnja. Dobro je, če rezultate za različne pijače primerjamo med seboj. Primerjamo jih lahko tudi z rezultati za mleko. Za zelo radovedne 1. So ti več matematični simboli? Poskusi zapisati povezavo med maso slane vode, soljo in vodo. Reši nadaljevanje 38. naloge. Naloga poskuša uvesti pisanje rezultatov poskusa z matematičnimi simboli, kar privede do formule za zakon o ohranitvi mase. Pravilne povezave med maso soli (m S ), maso vode (m V ) in maso slane vode (m SV ): m SV = m V + m S Masa slane vode je enaka masi vode in soli skupaj. m SV > m V + m S Masa slane vode je večja kot masa vode in soli skupaj. m SV + m V = m S Masa slane vode in masa vode skupaj je enaka masi soli. m SV m V = m S Če masi slane vode odštejemo maso vode, dobimo maso soli. m SV = m V m S Maso slane vode dobimo, če masi vode odštejemo maso soli. mv > m V > m S Masa slane vode je večja od mase vode, ta pa je večja od mase soli. m SV < m V < m S Masa slane vode je manjša od mase vode, ta pa je manjša od mase soli. 2. Je topnost soli v vodi odvisna od temperature vode? Če prenasičeno raztopino trdne snovi v vodi segrejemo, se topnost povečuje. Neraztopljena sol se pri segrevanju raztopi. Če to raztopino ohladimo (npr. čez noč v hladilniku), se sol spet izloči v obliki kristalov, ker je topnost pri nižji temperaturi manjša. 34

35 Naloge za ponavljanje 1. Razloži pojme topilo, topljenec in raztopina! Kot odgovor zadoščajo osnovne definicije (glej učbenik). 2. Dopolni stavek. Uporabi besede: topilo, topljenec, raztopina. V skodelici vode je raztopljen sladkor. V skodelici je raztopina. Sladkor je topljenec, voda je topilo. 3. Naštej vsaj tri snovi, ki se raztapljajo v vodi. Glej opombe pri 37. nalogi. 4. Naštej vsaj tri snovi, ki se ne raztapljajo v vodi. Glej opombe pri 37. nalogi. 5. Je masa topljenca lahko enaka masi vode v raztopini? Razloži! Pričakujemo, da bodo učenci odgovorili, da to ni možno. Pri razlagi pričakujemo, da bodo kot razlog navedli majhno topnost snovi. Ker obravnavamo le topnost kuhinjske soli, tak odgovor obravnavamo kot pravilen. Vendar pa imajo nekatere snovi bistveno večjo topnost od kuhinjske soli in lahko v vodi raztopimo prav toliko topljenca, kot je topila, pa tudi več. Primer: topnost saharoze (C 12 H 22 O 11 ) pri sobni temperaturi je približno 200 g v 100 g vode. Pri tem vprašanju učence opozorimo, da poznajo topnost le za kuhinjsko sol, torej so njihovi odgovori vezani na te podatke. Če so zelo radovedni določili topnost tudi za sladkor, imamo še en podatek in lahko govorimo tudi o tem. Možno je, da kateri učenec razmišlja še bolj dosledno. Če namreč zahtevamo, da je topljenec raztopljen v topilu, vprašanje zahteva, da je njegova topnost večja ali enaka 100 g v 100 g vode. Če pa ne zahtevamo, da je ves topljenec raztopljen, je to možno za katerokoli snov in imamo prenasičeno raztopino. 6. V omari z živili poišči vsaj pet snovi, ki se v vodi raztapljajo, in pet takih, ki se v vodi ne raztapljajo. Enako naredi v omari s čistili. Glej opombe pri 37. nalogi. 7. Pripravljali smo različne raztopine soli in v preglednico zapisovali maso topljenca, topila in raztopine. Nekdo je nekaj podatkov zbrisal. Izračunaj zbrisane podatke! Masa soli v gramih Masa vode v gramih Masa slane vode v gramih Je raztopino, kot je zapisana v zadnji vrstici, mogoče pripraviti? Pojasni odgovor. Glej opombe pri nalogi V. 35

36 Vse to je voda Operativni cilji Spoznajo agregatna stanja vode in njihove lastnosti. Razločujejo zgoščanje in izhlapevanje/izparevanje. Zavedajo se pomena vode za hlajenje živih bitij. Voda je edina snov, ki jo v naravi lahko najdemo v vseh treh agregatnih stanjih, trdnem, kapljevinskem in plinskem. Poznamo več oblik trdne vode led, sneg, ivje, žled... Vodo v plinskem stanju pogosto imenujemo vodni hlapi s tem povemo, da je nastala pri izhlapevanju. Kadar voda vre, navadno rečemo, da nastaja vodna para. Vendar v zraku seveda nista dve vrsti plinske vode. Zato za plinsko vodo uporabljamo le en izraz po dogovoru je to vodna para. Takšna izbira je značilna predvsem za fiziko in tehniko. Za taljenje ledu je potrebna toplota. Ta priteče iz okolice, ki se zato ohladi. Zamrzovanje vode poteče, če se voda ohladi pod določeno temperaturo (tališče). Med ohlajanjem iz vode odteka toplota. Pri izhlapevanju je potrebna toplota; ta priteče iz okolice, ki se zato ohladi. Zgoščevanje ali kondenzacija vodne pare poteče, če se vodna para ohlaja. Pri tem toplota iz nje odteka v okolico. Zato so opekline, ki jih povzroči para, praviloma dosti hujše od tistih, ki jih povzroča vrela voda. Temperatura, pri kateri postane vlažen zrak ob ohlajanju nasičeno vlažen, je rosišče. Če se temperatura še bolj zniža, se vodna para utekočinja izločajo se kapljice vode (vodna para se zgosti v kapljice vode). Oba prehoda med stanji (iz trdnega v kapljevinsko ali obratno ter iz kapljevinskega v plinsko ali nazaj) sta močno povezana z življenjem na Zemlji. Zaradi anomalije vode se trdno agregatno stanje (led) izloča na gladini, in ne na dnu, kot je to pri drugih snoveh. Zaradi tega jezera praviloma ne zamrznejo do dna. To omogoča preživetje živih bitij v vodah tudi v najbolj mrzlih predelih sveta. Manjša gostota ledu pomeni večjo prostornino. Voda, ki napolnjuje razpoke v kamenju, pozimi zamrzne. Ker ima led večjo prostornino od vode, lahko takšen kamen razkolje. Zamrzovanje vode je eden od pomembnih mehanizmov drobljenja kamenja v naravi. Prehod med kapljevinsko in plinsko obliko vode (izhlapevanje) je eden od mehanizmov, s katerim se hladi veliko živih bitij. Pojav lahko uporabimo tudi za ohlajanje tekočine v posodi. Prilagoditve živali na vroče in suho podnebje Mali sesalci Mali glodavci in drugi mali sesalci se pred toplotnimi obremenitvami in sušnimi razmerami v okolju umikajo v podzemne rove. Veliki sesalci Veliki sesalci, kot so kamele, obremenitvam ne morejo ubežati na enak način. Temperature tal so podnevi tudi do 80 C, ponoči največ 30 C. Temperature zraka so podnevi do 42 C. Ponoči so temperature mnogo nižje zaradi sevanja Zemlje skozi jasno nebo v mrzlo vesolje. Enogrba kamela Enogrba kamela je prilagojena na pomanjkanje vode v okolju. V vampu lahko skladišči do 8,5 litra vode. Z oksidacijo maščobe v grbi lahko iz 40 kg maščobe v metabolnih procesih pridobi približno 40 l vode. Vendar s to vodo komaj nadomesti izgubo vode pri dihanju. Ima močno toleranco do pregretja telesna temperatura se ji lahko poviša do 41 C. Z zadrževanjem vode prihrani kamela 3 l vode, ki bi jo porabila z znojenjem, potrebnim za oddajanje toplotnih presežkov. Prebitka toplote se znebi v nočnem času s sevanjem toplote v okolje, ki je ponoči hladnejše. V celoti lahko izgubi do 30 % vode (človek le 12 %). Močno dehidriran osebek popije v 10 minutah od 70 do 100 l vode. Izločala oddajajo majhne količine zelo koncentriranega urina, iztrebek je zelo suh, da so izgube vode manjše. 36

37 Ptiči Ptiči imajo prednost pred sesalci, saj je njihova normalna telesna temperatura od 40 do 42 ºC. Zato so temperaturne razlike med telesom ptičev in vročim okoljem manjše, manjša je torej tudi izguba vode zaradi hlajenja. Povišane temperature so nevarne: telesna temperatura, pri kateri noj pogine, je 47 ºC. Presežke toplote odda ponoči prek glave, dolgega in golega vratu ter dolgih nog. Noj izloča sečno kislino, s čimer varčuje z vodo. Didaktična navodila in opozorila 43. Čemu uporabljamo ledene kocke? Poskus pokaže, da je za taljenje potrebna toplota. Ta priteče iz toplejše vode v kozarcu in teče v ledene kocke. Zaradi prejete toplote se spremeni agregatno stanje ledu. Ker toplota steče iz vode v ledene kocke, se voda v kozarcu shladi. Pri taljenju ledu nastaja mrzla voda, ki se meša s tisto v kozarcu. To je drug razlog za to, da se voda v kozarcu močno shladi. Pri poskusu merijo temperaturo vode prvič, preden dajo vanj ledene kocke, drugič, ko se ledene kocke zmanjšajo približno na polovico prvotne velikosti, in tretjič na koncu, ko se ves led stali. Izmerjene vrednosti vpišejo v preglednico. S temi podatki narišejo histogram. Ta ima tri stolpce. Histogram mora imeti naslov, legendo in napisano, kaj nanašamo na pokončno in ležečo os. Na skicah poskusa pobarvajo toplejša območja rdeče, hladnejša pa modro. Hladnejša območja so ledene kocke. S puščicami označijo, da toplota teče iz vode (toplejše mesto) v ledene kocke (hladnejše območje). Če želimo izmeriti temperaturo mešanice takrat, ko se stali polovico ledu, ne smemo čakati, da se stranica kock zmanjša na polovico, ker je takrat prostornina ledu osemkrat manjša. Za polovično prostornino je stranica kocke približno 80 % prvotne. Ker na tej stopnji še ne poznajo zveze med stranico kocke in njeno prostornino (V) niti ne znajo izračunati, lahko to vrednost dobimo s tehtanjem. Vendar za poskus ni posebno pomembno, da drugič merijo temperaturo takrat, ko se stali natanko polovica kock. Pričakujemo, da bodo izmerili precej nižjo temperaturo kot pri prvem merjenju. Pomembno je, da meritve zapišejo in grafično prikažejo rezultate. 44. Razišči izhlapevanje! Ugodno je, če je količina vode v krožnikih majhna. Dovolj je že nekaj kapljic, lahko pa je je tudi več. Voda izhlapeva hitreje, če je na toplem. Najtopleje je, če na vodo sije sonce, manj toplo je v senci, najmanj pa v hladilniku. Če je okolica hladnejša, je na voljo manj toplote za izhlapevanje, zato poteka počasneje. S tem poskusom ugotovijo, da je za prehod iz kapljevine v plin potrebna toplota. 45. Kako lahko ohladiš pijačo, če nimaš ledenih kock niti hladilnika? Poskus kaže učinke izhlapevanja vode iz mokre krpe, v katero zavijemo steklenico ali plastenko pijače. Toplota, ki je potrebna za izhlapevanje, priteče iz okolice, tudi iz tople pijače. Poskus dobro uspe na vetrovnem mestu v senci. Veter odnaša vodno paro, in tako pospešuje izhlapevanje. 46. Je voda tudi v izdihanem zraku? Ko dahnemo na ogledalo, steče toplota iz toplega izdihanega zraka na hladno ogledalo. Ko potegnemo s prstom po njem, je prst vlažen oz. moker. Ko se ogledalo orosi, se na njem naredijo vodne kapljice. Iz tega sklepamo, da je v izdihanem zraku voda v plinskem stanju, ki se na hladnem ogledalu zgosti v kapljevinsko vodo. Kadar dahnemo v ogreto ogledalo (ogrejemo ga npr. s sušilnikom za lase), se vodna para iz izdihanega zraka na njem ne more toliko ohladiti, da bi se zgostila in orosila ogledalo. Voda, ki je v izdihanem zraku, nastaja zaradi dveh pojavov. Eden je izparevanje vode iz velike vlažne površine pljuč, drugi pa je aerobno celično dihanje. Pri razgradnji hrane v celicah se sprosti energija, ki je potrebna za delovanje telesa, nastaneta pa ogljikov dioksid in voda, ki se izločita v izdihu. Celično dihanje je niz reakcij, ki jih poenostavljeno zapišemo takole: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + energija (iz glukoze in kisika nastaneta ogljikov dioksid in voda, sprosti pa se tudi veliko energije). Aerobno celično dihanje je obraten proces kot fotosinteza, pri kateri celica za nastanek glukoze potrebuje energijo, vodo in ogljikov dioksid. 37

38 Za zelo radovedne I. Rose je največ ob jutrih po jasnih nočeh, po oblačnih pa ne. Kaj lahko sklepaš iz tega? Rosa nastane zaradi kondenzacije vodne pare iz zraka na hladnih predmetih. Ta proces poznajo iz poskusa z ogledalom. Ob jutrih po jasnih nočeh se tla dovolj ohladijo, da se na njih zrak lahko dovolj ohladi (to pomeni pod temperaturo rosišča) in se vodna para zgosti v kapljice rose. Kadar so noči oblačne, pa se tla ne ohladijo dovolj, da bi se vodna para zgostila v roso. Iz tega sklepamo, da so jasne noči hladnejše od oblačnih. V neposredni bližini hladnih predmetov steče nanje iz zraka dovolj toplote, da se temperatura vlažnega zraka dovolj zniža (pod temperaturo rosišča). Takrat (postane zrak nasičeno vlažen) se vodna para zgosti v kapljice. Naloge za ponavljanje 1. Zberi slike, ki prikazujejo vodo v trdnem agregatnem stanju. Ob slike zapiši, kako tako vodo imenujemo. Lahko sestaviš plakat. Voda v trdnem agregatnem stanju je lahko led, ivje, toča, sneg, žled, slana. Učenci zberejo slike, ki prikazujejo vodo v katerikoli od teh oblik. Lahko jih tudi narišejo. 2. Grafa kažeta, kako se spreminja temperatura soka, če vanj daš led, in kako, če v njem ni ledu. Kateri graf kaže sok brez ledu? Sok brez ledu kaže 2. graf. Na njem vidimo, da se temperatura soka počasi viša na začetku hitreje, potem počasneje. V kozarcu, kamor damo ledene kocke, temperatura najprej hitro pade. Ko se kocke talijo, se temperatura zelo počasi zvišuje. Ko se ves led stali, se temperatura soka viša hitreje. Časovni potek temperature v kozarcu z ledenimi kockami kaže 1. graf. S to nalogo vadimo branje grafov. 3. Zakaj se poleti bolj potimo kot pozimi? S potenjem se ohlajamo. Ker je poleti topleje kot pozimi, se moramo obilneje ohlajati. 4. Obkroži pravilne trditve: a) Če led segrevamo, se stali. b) Če led segrevamo, se stopi. c) Če led ohlajamo, se stali. d) Če vodo ohlajamo, zmrzne. e) Če vodo grejemo, zmrzne. f) Če vodo ohlajamo, izhlapi. g) Če vodo grejemo, izhlapi. h) Če vodo močno ohlajamo, izpari. i) Če vodo močno grejemo, izpari. j) Če vodno paro ohlajamo, se zgosti. k) Če vodno paro ohlajamo, izhlapi. 38

39 Kam gre voda, ko dežuje Operativni cilji Razlikujejo med površinskimi vodami in podtalnico. Spoznajo pomen podtalnice kot vira pitne vode. Razumejo stekanje vode proti morju, ki je največji zbiralnik vode. Razumejo pomen varovanja vode in omejenosti vodnih zalog. Naštejejo onesnaževalce površinskih voda in podtalnice. Pojasnijo posledice onesnaževanja vode ob slikovnem gradivu. Podtalnica je voda, ki je prišla v podzemlje s prenikanjem padavinske vode. Nabira se v kamninah in sedimentih, pred nadaljnjim prenikanjem v globine pa jo zadržujejo neprepustne plasti. Podtalnica je glavni vir pitne vode in ima vse večji ekonomski pomen. Območje, kjer se lahko zadržuje podtalnica, imenujemo vodonosnik. Vodonosniki so praviloma porozni. Voda se nahaja v porah med zrni sedimentov ali v razpokah in rovih v kamninah. Poleg poroznosti morajo vodonosniki tudi prepuščati vodo. Pore in razpoke morajo biti dovolj velike, da se voda lahko pretaka skoznje, razpoke in rovi pa morajo biti med seboj povezani. Spodnje območje vodonosnika je popolnoma nasičeno z vodo. Mejo med nasičenim in nenasičenim območjem imenujemo gladina ali nivo podtalnice. Nad njo je območje kapilarnega dviga vode, ki ga imenujemo tudi kapilarni rob. Višina kapilarnega roba je odvisna od velikosti najmanjših por v vodonosniku. Kapilarni rob je najvišji pri sedimentih, ki vsebujejo tudi glinene sestavine, najnižji pa pri prodnatih sedimentih. Na območjih z visokim kapilarnim robom se lahko preskrbijo z vodo tudi rastline, ki imajo plitve korenine. Tam, kjer gladina podtalnice doseže površje, je vodni izvir. Izvire najdemo na meji med neprepustnimi in prepustnimi plastmi, ob prelomih, ali kjer razpoke in kraški rovi sekajo površje. Vodonosniki so le redko zelo razprostranjeni. Navadno jih bočno omejujejo neprepustne plasti. Nekateri vodonosniki so zaprti navzgor in se lahko napajajo le s strani (bočno). V arteških vodonosnikih je voda pod tlakom. Če na takih mestih zvrtamo vodnjak, se voda brez črpanja izliva na površje. Arteške vodnjake lahko ponazorimo z luknjico v nategi, ki je napolnjena z vodo. Luknjica mora biti čim nižje glede na gladino vode v nategi; tedaj bo voda brizgala iz nje. Podtalnica ne miruje, pač pa se nenehno pretaka od više ležečih območij k niže ležečim. Giblje se zelo počasi; njena hitrost je odvisna od nagiba in prepustnosti vodonosnika. Za črpanje pitne vode iz podtalnice v vodonosnik izkopljemo vrtine (vodnjake) in iz njih črpamo vodo. Črpanje podtalnice preusmeri njeno gibanje proti vodnjaku. Okoli črpališča zaradi tega nastane črpalna depresija. Na sušnih in polsušnih območjih črpanje lahko preseže naravni dotok vode, črpalna depresija pa pogosto povzroči posedanje površja. Glede na vrsto kamnine so vodonosniki lahko peščeno-prodni, lahko so sestavljeni iz razpokanih kamnin ali pa kraški. V kraških vodonosnikih se voda pretaka v sistemih rovov in jam, površinskega odtoka pa praviloma ni. Onesnaževanje voda Delci in stene razpok v sedimentih in kamninah nenasičenega območja vodonosnika delujejo kot filter, zato mehansko in kemijsko čistijo vodo, ki prenika skoznje. Čim globlje je gladina podtalnice, tem večja je sposobnost samoočiščenja. Kraški vodonosniki praktično nimajo sposobnosti filtriranja, zato se tam podtalnica ne more očistiti. Na takih območjih je podtalnica zelo občutljiva za onesnaževanje in lahko postane neuporabna kot vir pitne vode. Podzemne vode v plitvih vodonosnikih so prav zato zelo občutljive za onesnaženje. Zlasti pomembno je, da so pred onesnaževanjem zaščitene površine, na katerih se zbira voda. Taka vodozbirna območja so označena in varovana pred neposrednim onesnaževanjem. Tudi na območjih z veliko filtrsko sposobnostjo vodonosnika je samoočiščevalna sposobnost podtalnice lahko manjša od njene obremenitve zaradi onesnaževanja. 39

40 Večji onesnaževalci podtalnice so kmetijstvo, naselja, industrija in promet. Problematične snovi, ki izvirajo iz kmetijske dejavnosti, so pesticidi, herbicidi, nitrati, patogeni organizmi in težke kovine. Pesticidi in herbicidi se uporabljajo pri škropljenju kot zaščita pred zajedavci. Nitrati so sestavina mineralnih gnojil in gnojevke. Patogeni organizmi se izpirajo iz gnojevke ali iz blat, ki so produkt čistilnih naprav, in se lahko uporabljajo za gnojenje. Iz njih se izpirajo tudi težke kovine. V vseh primerih gre za snovi, ki jih padavinska voda ali namakalna voda izpira v podtalnico. Njihovo količino lahko znatno omejimo s pravilnim (ne čezmernim) odmerjanjem škropiv in gnojil. V tej zvezi je lahko sporno tudi dolgotrajno namakanje s trdo vodo. Ta voda na sušnih in polsušnih območjih v neki globini izhlapi, soli, ki so v njej, pa se oborijo in zasolijo tla. Po določenem obdobju postane namakana zemlja nerodovitna. Zato je za namakanje treba uporabiti čimbolj mehko vodo, najbolje deževnico (kapnico). Glavni viri onesnaževanja podtalnice na urbanih območjih so težke kovine, toksične snovi in (pretirana) uporaba čistil v gospodinjstvu. Veliko teh snovi izvira iz nepravilno izvedenih odlagališč komunalnih odpadkov ali kot posledica nepravilne oziroma čezmerne rabe v gospodinjstvih. Škodljive in strupene snovi iz industrijske dejavnosti lahko nastanejo kot izpusti iz kemičnih tovarn, zaradi nepravilnega skladiščenja ali odlaganja odpadkov ali zaradi neposrednega izlivanja škodljivih snovi. V prometu so pomembne odtočne cevi s cest in avtocest. Tam se kopičijo težke kovine in organske kemikalije. Pomembni viri onesnaženja so tudi bencinske črpalke, še zlasti če iz počenih ali poškodovanih rezervoarjev izteka bencin ali nafta. Posebno močno in popolnoma nekontrolirano onesnažujejo podtalnico divja odlagališča odpadkov. V naših krajih so največji problem odlagališča v vrtačah in jamah kraškega sveta. Priporočamo, da poglavju namenite dovolj pozornosti, saj bodo generacije današnjih učencev morale reševati probleme onesnaževanja podtalnice, da bi zagotovili dovolj pitne vode. Pri reševanju teh problemov in za dvig ekološke ozaveščenosti pa je ključnega pomena predvsem razumevanje problematike. Didaktična navodila in opozorila 47. Kam gre voda, kadar dežuje? Pri tem poskusu spoznajo osnovne lastnosti plasti v tleh in nastanek podtalnice. S postopno in sistematično obravnavo postavimo temelje razumevanja osnovnih procesov, ki so pomembni za nastanek podtalnice in oskrbo z vodo. Poskus je izhodišče za naslednja dva poskusa (48. in 49. naloga). Največ vode pride skozi plast proda, manj skozi prst, nič pa skozi plast gline (če smo plast dobro pripravili). Največ vode vsrka plast prsti. Količina vsrkane vode je tem večja, čim bolj suho prst uporabimo. Pri opisu prehajanja vode skozi trojno plast je dobro, če naredijo več kombinacij in opazujejo, kaj se dogaja z vodo in kje se nabira. Pomembno je, da za vsako trojno plast uporabimo enako suhe sestavine. Kadar je dežja malo, vsega vpije plast prsti, tako da je nič ne pride do podtalnice. Iz tega sklepamo, da so za obnavljanje podtalnice pomembna predvsem obilna deževja. 48. Kako visoko sega podtalnica? Iz prejšnjega poskusa vidimo, da podtalnica sega različno visoko, glede na količino vode, ki je v njej. Pričakujemo, da bodo opazili gladino vode in dejstvo, da je lahko sega različno visoko. 49. Od kod pride voda v vodnjak? S tem poskusom naredimo preprost vodnjak in ugotovimo, kje je gladina podtalnice. Podobno lahko naredimo na bregu jezera ali morja. Čim globlja je luknja, tem več vode je v njej. Voda pride v vodnjak iz podtalnice. Vodnjaki, ki ne presahnejo, so dovolj globoki, da tudi ob suši segajo pod gladino podtalnice. 50. Kaj se zgodi z vodo, ki priteče na plan v izviru? S to pripovedjo uresničimo operativni cilj, ki zahteva razumevanje stekanja vode proti morju, ki je največji zbiralnik vode. Pri tem je dobro, da se najprej pogovorimo o bližnji okolici. Omenimo tudi kraške pojave, še zlasti če so učencem blizu. 40

41 51. Kaj se dogaja s snovmi v vodi, ko prehaja skozi plasti v zemlji? Poskus prikazuje samoočiščenje vode, ki prenika skozi plasti v zemlji. Z njim lahko pokažemo, da se malo onesnažena voda lahko očisti, močno onesnažena pa ne. 52. Voda pogosto spira in odnaša veliko nevarnih snovi. Se taka voda tudi očisti? S tem poskusom pokažemo onesnaževanje podtalnice. Naloge za ponavljanje 1. Kako pridemo do podtalnice? Napiši najmanj dve možnosti. Voda iz podtalnice priteče na površje v izvirih. Do podtalnice pridemo tudi v vodnjakih ali na črpališčih pitne vode. 2. Opiši nekaj načinov onesnaževanja podtalnice. Pretirano škropljenje in gnojenje, spiranje škodljivih snovi s cestišč, odtekanje strupenih in škodljivih snovi v zemljo Zakaj moramo varovati podtalnico pred onesnaževanjem? Podtalnico moramo varovati pred onesnaževanjem, ker je vir pitne vode. 4. V spodnji uganki osmerosmerki poišči 16 pojmov o vodi (pojmi so napisani v vseh osmih smereh). P S A K R A V K O B O L J E R O I R P D E H G M Š K F J S O D A B Č R P A L I Š Č E T U D T O I T P I N M O R Z A O I T A L G R S A Š K I E V S O K Z L Ž O K R I I B R O P R L I A N D R A J N I O D I N N O O J I E L L L Š E N R A Z D P V E C M B A I L J A S O R Z A R T A A R V K A N V T I T O V O J Ž I I A K J I V O D O V O D E B L R R E N G L A D I N A R Z O B P B A B I L U N D I V I M A Rešitve: prst, vodnjak, spiranje, vodovod, gladina, zbiralnik, jezero, črpališče, voda, potoček, glina, vodonosnik, izvir, podtalnica, zajetje, prod. Strokovna literatura Bilten VODA (ISSN ), različne številke, dostopno na internetu ( Ministrstvo za okolje, prostor in energijo ( 41

42 Kaj poganja tekočine, da tečejo Operativni cilji Vedo, da tekočine tečejo iz izkušenj zvedo, da se (do neke mere) podobno obnašajo zrnate snovi, zlasti če se tresejo. Vedo, da kapljevina teče, če je med gladino in odtočno odprtino višinska razlika. Iz poskusov povzamejo, da tlačna razlika poganja tekočinski tok. Poiščejo zglede za črpalke. Spoznajo preprost manometer za merjenje tlaka. Iz izkušenj povedo, da lahko tok ene snovi prenaša s seboj tok druge snovi v kalnem potoku vodni tok nosi s seboj tok prsti. Pretakanje tekočin, to je kapljevin in plinov, opisujemo s tokom. Tok tekočin kvantitativno opišemo tako, da podamo hitrosti za vse dele tekočine v odvisnosti od časa. Takšen podatek je sicer zelo natančen, je pa zelo zapleten. Navadno tok reke opišemo z njenim pretokom. Pretok merimo v m 3 /s, lahko tudi v manjših enotah, l/dan, l/h, l/min. Kaj pa poganja tok? Če opazujemo reko, zlahka ugotovimo, da teče zaradi višinske razlike. Podobne ugotovitve sledijo iz poskusov iztekanja vode iz steklenic in posod pa tudi prirejenih steklenic s cevkami (učbenik str. 61). Kapljevina teče sama od sebe le, če je iztočna odprtina nižje od gladine kapljevine. Te izkušnje pridobimo praviloma že v zgodnjem otroštvu in lahko zdaj črpamo iz njih. Ali lahko tekočine tečejo tudi navzgor Voda teče po vodovodnih ceveh iz pritličja v četrto nadstropje. Topla voda po sistemu za centralno kurjavo kroži po vsej hiši, čeprav je peč v kleti. Medicinska sestra iz brizge iztisne zdravilo, čeprav jo obrne navzgor. Kapljevine in plini tečejo navzgor, če jih kaj poganja. Tok tekočine poganja razlika tlakov (gonilna razlika je razlika tlakov). Tlak je fizikalna veličina, ki pove, kolikšna sila je porazdeljena na enoto površine ravne ploskve. Tlak merimo v N/m 2 ali paskalih (Pa). To je majhna enota, zato uporabljamo tudi večje enote, kot so kpa, bar (1 bar = Pa). Če na površino, veliko za noht, pritiska teža 1 kg, je pod njo tlak približno 1 bar. Razlike tlakov ustvarjamo s črpalkami. Z njimi lahko torej poženemo tekočine tudi v tako smer, kamor ne tečejo same od sebe (zaradi razlike v višini) ali pa bi tekle počasi. Tok tekočin lahko tudi kaj prenaša. Reka nosi s sabo veje, kamenje, pesek in mivko. Zrak (vetrovi) nosi vlago (oblaki), topla voda prenaša toploto... Didaktična navodila in opozorila 53. Pretakanje po koritih Ugotovitev: Voda teče le, če je iztočna odprtina nižje od gladine vode. 54. Iztekanje a) Pri pregledovanju skic bodimo pozorni na to, da učenci na prvih dveh slikah res narišejo gladino vode višje od iztekajoče vode. b) Kje mora biti iztočna odprtina, da voda iz nje ne odteka? Višje od gladine vode. Kje pa, da voda skozi cevko izteka? Nižje od gladine vode. 42

43 55. Opazuj, kako z razliko tlakov poženeš tekočino, da teče. a) Kaj moraš narediti, da bo iz plastenke izteklo nekaj vode, plastenka pa bo kljub temu ostala pokonci? Plastenko je treba stisniti. Kako se je pri tem spremenil tlak v plastenki? Tlak se je povečal. b) Na prvi skici je mesto z nižjim tlakom v brizgi. Puščica kaže iz zunanjosti v brizgo. Na drugi skici je mesto z višjim tlakom v brizgi. Puščica kaže iz brizge v zunanjost. Dopolni opis poskusa. Ko potegneš bat brizge, se tlak v brizgi zmanjša. Takrat je tlak v brizgi manjši kot v okolici. Zato začne voda teči v brizgo. Ko bat brizge potisneš, se tlak v brizgi zveča. Tlak v brizgi je večji kot v okolici. Voda začne teči iz brizge. Voda teče z mesta z višjim tlakom na mesto z nižjim tlakom. c) Na prvi skici je le slamica v ustih. Voda ne teče. Na drugi skici voda v slamici. V ustih je nižji tlak (modra barva) kot v slamici in okolici (rdeča barva). Puščica kaže iz kozarca v usta po slamici. Na tretji skici je nekaj vode že v ustih. V ustih je nižji tlak (modra barva) kot v okolici (rdeča barva). Puščica kaže iz slamice v usta. 56. Kako deluje kolesarska tlačilka? Na prvi skici je v cevi kolesarske tlačilke nad batom mesto z višjim tlakom (rdeča barva), pod batom pa mesto z nižjim tlakom (modra barva). Puščica kaže od modre k rdeči. Na drugi skici je mesto z višjim tlakom pod batom tlačilke in v cevi (rdeča barva), mesto z nižjim tlakom pa je v kolesarski zračnici (modra barva). Puščica kaže iz spodnjega dela tlačilke v zračnico. 57. Črpalke Kje je črpalka vgrajena v pralnem stroju nad rezervoarjem bencinske črpalke v pomivalnem stroju na izhodu iz peči centralne kurjave kompresor (za polnjenje kolesarske zračnice)... Katero snov poganja vodo bencin vodo vodo zrak 43

44 Za zelo radovedne 1. Rečna struga ali struga potoka je korito. Na sprehodu ob potoku opazuj, kako v njem teče voda. Poišči dva enako dolga in enako široka odseka potoka, ki se razlikujeta po globini. Na začetku odseka vrzi v potok listje in meri čas, v katerem listje pripotuje do konca odseka. Meritev ponovi na drugem odseku. Na katerem delu potoka je hitrost vode večja? Hitrost je večja na plitvejšem delu potoka. Poišči dva enako dolga in enako globoka odseka potoka, ki se razlikujeta po širini. Ponovi poskus kot prej na različno globokih odsekih. Je hitrost vode večja na širšem ali na ožjem delu potoka? Hitrost je večja na ožjem delu potoka. Naloge za ponavljanje 1. Poišči nižjo hišo in si dobro oglej, kako potekajo žlebovi ob strehi. Na sliko hiše spodaj vriši žlebove. Žlebovi morajo biti nagnjeni proti iztočnim cevem. 2. Narisana je pršilka (zalivalka) v prerezu. Označi gladino vode in smer iztekanja vode. Na skici mora biti vidno, da je iztočna odprtina nižje od gladine vode. Gladina vode mora biti vodoravna. 3. V svoji okolici poišči čim več barometrov. Nariši jih ali pa jih fotografiraj. Ob vsakem poskušaj izvedeti, za kaj se uporablja in kolikšen tlak meri. Najdene barometre predstavi s plakatom. Primeri: barometer za merjenje zračnega tlaka, krvnega tlaka, tlaka v morju (potapljači) Podčrtaj slike, v katerih voda teče. S puščico označi, kam teče, in pod sliko zapiši, zakaj teče. Podčrtane so druga, četrta, šesta in osma slika. Voda teče, ker je iztočna odprtina nižje od gladine vode. 5. Reši križanko. 1 v r č 2 k o r i t o 3 t o p l j e n e c 4 p u m p a 5 t o p i l o 6 c e v k a 7 r a z t o p i n a Kaj povzroča priprava, ki je zapisana navpično v označenih poljih? Povzroči razliko tlakov. 44

45 Strokovna literatura Goran Iskrič, Pouk naravoslovja in tehnike v 4. in 5. razredu devetletke: 1. del, Naravoslovna solnica, letnik VII, št. 3, 2003 Goran Iskrič, Pouk naravoslovja in tehnike v 4. in 5. razredu devetletke: 2. del, Naravoslovna solnica, letnik VIII, št. 2, 2004, str Goran Iskrič, Pouk naravoslovja in tehnike v 4. in 5. razredu devetletke: 3. del, Naravoslovna solnica, letnik IX, št. 2, 2005 Kako pride voda v naše domove in iz njih Operativni cilji Spoznajo pot vode od zajetja do pipe. Spoznajo, da vodovodna pipa krmili vodni tok po ceveh. Spoznajo porabnike voda. Spoznajo lastnosti vode za pitje. Spoznajo nevarnosti pitja onesnažene vode. Učenci naj se zavejo, da v domove priteče praviloma pitna voda, iz njih pa odteče odpadna voda. Sistem, po katerem voda priteka, je vodovodno omrežje ali vodovod. V večini primerov odpadna voda odteka v kanalizacijski sistem ali kanalizacijo, ponekod pa v greznice oz. greznične jame. Za uspešno varstvo pitnih voda in varovanje narave morajo vsi ti sistemi delovati pravilno in biti redno vzdrževani. Didaktična navodila in opozorila 58. Od kod priteka voda v vodovod v vašem kraju? Predlagamo, da raziščejo, od kod se vaš kraj oskrbuje s pitno vodo. Pri tem jih opozorimo tudi na pot vode od zajetja do pipe. 59. V katere prostore tvojega doma je napeljana voda? Naloga je individualna. Pogovorimo se, za kaj potrebujemo vodo v kuhinji, kopalnici, stranišču Kako deluje vodovodna pipa? Naloga preverja razumevanje delovanja vodovodne pipe. Ventil je odprt pri skici (c). Skica (b) prikazuje nemogočo situacijo: ventil je zaprt, voda pa izteka. 61. Od kod v kopalnici priteče hladna voda in od kod topla voda? Hladna voda priteče iz vodovodnega omrežja. Topla voda lahko priteče iz bojlerja, lahko pa iz toplovodnega omrežja (toplarne). V obeh primerih gre za vodo iz vodovodnega omrežja, ki jo nekako segrejemo. V bojlerjih jo segrejemo z elektriko, plinom ali na trda goriva. V toplarnah segrevajo velike količine vode, kar je navadno cenejše od domačega segrevanja. 62. Kaj odnaša voda iz naših bivališč? Voda, ki odteka iz naših bivališč, je odpadna voda. Odnaša različne snovi, odvisno od njene uporabe. Iz kuhinje ostanke hrane, iz kopalnice predvsem raztopljena mila in različne snovi z naše kože, s stranišča urin, blato in toaletni papir... Namen naloge je, da se pogovorimo tudi o snoveh, ki naj jih v odpadni vodi ne bi bilo ali pa vsaj ne v večjih količinah (npr. odpadna olja iz cvrtnikov, prevelike količine čistil, strupene snovi...). 45

46 Naloge za ponavljanje 1. S čim uravnavamo pretok vode v naših bivališčih? Pretok vode uravnavamo z ventili. 2. Kaj storiš, kadar pušča pipa ali cev v stanovanju in voda teče vsepovsod? V takem primeru je treba najprej zapreti ventil, ki je tik pred okvaro. Nato pokličemo strokovnjaka, da okvaro odpravi. 3. Kje črpajo vodo gasilci, kadar gasijo požar v naselju? Gasilci črpajo vodo v hidrantih. 4. Poglej račun za vodo in ugotovi, katere storitve plačujemo poleg porabljene vode. V večini naselij plačujemo več postavk, in ne le količino porabljene vode oz. vodarino. Druge postavke so lahko še: vodni prispevek, priključna moč, kanalščina, taksa za obremenjevanje vode (na podlagi stopnje očiščenosti odpadnih voda). Pomembno je, da učenci spoznajo, da poleg vode plačujemo tudi stroške čiščenja odpadne vode. Smisel naloge je tudi v navajanju na branje računov. 5. Lahko uravnavaš iztok vode iz pipe od kapljic do polnega pretoka? Opiši, kako to dosežeš. Iztok vode iz pipe uravnavamo z ventilom. S sukanjem ventila odpiramo ali zapiramo ventilni sedež, in tako večamo ali manjšamo pretok vode. Pri zaprtem ventilu je ventilni stožec pritisnjen na ventilni sedež in voda ne izteka. Pipa na sodu ima nastavitev dveh položajev odprti pretok in zaprti pretok. 6. Kaj lahko storiš, če se voda, ki teče iz kotlička v stranišču, ne ustavi in neprestano izteka? V takem primeru zaprem ventil pred kotličkom. Če je napaka manjša, jo lahko odpravimo sami, sicer pa pokličemo vodovodnega inštalaterja. 7. Naštej porabnike vode. Pri vsakem zapiši, kaj odnaša odpadna voda. Doma: Iz kuhinjskega umivalnika voda odnaša drobne ostanke hrane, čistila za pomivanje posode, odcejeno vodo iz kuhanih živil... V kopalnici iz umivalnika in prhe odteka voda, v kateri so nečistoče, mila in čistila. Iz straniščne školjke odtekajo fekalije, papir in čistila. V avtopralnici: nečistoče iz avtomobilov, čistila. Strokovna literatura Bilten VODA (ISSN ), različne številke, dostopno na internetu ( Ministrstvo za okolje in prostor ( Kroženje vode Operativni cilji Razumejo procese pri kroženju vode: spremembe temperatur, agregatnega stanja in gibanje. Ugotovijo, da voda med živimi bitji in okoljem nenehno kroži. Vsako bitje potrebuje različne snovi, med njimi vodo. Če bi bile te snovi le za enkratno uporabo, bi jih že zdavnaj zmanjkalo. Tako pa snovi v naravi nenehno krožijo in s tem omogočajo življenje. Poznamo kroženje vode, ogljika, kisika in dušika. Na tej stopnji učenci lahko razumejo kroženje vode. V prejšnjih poglavjih so spoznali nekatere pojave, ki sodelujejo pri tem procesu. Z nastankom oblakov in padavin jih dopolnimo v sklopu Sonce, zemlja, voda, zrak. 46

47 Kroženje vode poganjata Sonce in gravitacija. Sonce segreva vodo, da ta izhlapeva. Zaradi gravitacije padajo dežne kapljice iz oblakov nazaj na zemljo, voda pa teče navzdol v morje. To je osnova kroženja vode. Pri tem pa sodeluje še cela vrsta drugih procesov, saj se voda nenehno spreminja. Te spremembe lahko potekajo v obe smeri, to je iz plinskega stanja v kapljevinsko in nasprotno ali iz kapljevinskega stanja v trdno in nasprotno. Nekaj vode se spreminja tudi neposredno med plinskim in trdnim stanjem. Vodno paro izločajo organizmi pri dihanju in z izhlapevanjem na površini (znojenje). Čas, v katerem se voda zadržuje v določeni obliki oziroma na nekem kraju, je zelo različen. Voda preživi v povprečju 8 10 dni v ozračju, 2 3 tedne v tekočih vodah, 100 let ali več v ledeniku, od nekaj tednov do več milijonov let v jezeru, od 100 do let pod zemljo. Ocenjujejo, da je lahko najdlje ujeta v večnem ledu na zemeljskih tečajih. Del padavin zelo hitro izhlapi ali pa odteče do potokov in rek. Nekaj vode steče v tla. Precej je posrka plast prsti, od koder jo vsrkajo rastline in jo z izhlapevanjem vračajo v ozračje. Nekaj vode prenika do podtalnice. V dogajanju sodelujejo tudi živali s hrano in pijačo ter izločanjem vode. Pravimo, da voda kroži, čeprav njena pot ni v obliki krožnice in je zelo razvejena. Poglavje je sinteza znanja, ki so ga učenci osvojili v sklopu Voda. Pričakujemo, da lahko o kroženju vode pripovedujejo sami, le opozoriti jih moramo na povezovanje tematike. Didaktična navodila in opozorila 63. Od kod v naravi izhaja vodna para? Vodna para izhaja od tam, kjer je možno izhlapevanje (stoječa in tekoča voda, rastline, živali, prst, sneg, led...). 64. Na spodnji risbi vriši puščice, ki pomenijo pot vode v naravi. Upoštevaj vodo v vseh treh stanjih, trdnem, kapljevinastem in plinskem. Dobro je, da označijo čim več različnih pojavov in jih tudi opišejo z legendo. Za zelo radovedne 1. Pripravi si vrtiček, v katerem voda kar sama kroži. Uporabimo lahko stekleno posodo ovalne oblike s steklenim pokrovom ali stekleno posodo, ki se na vrhu konča z ozkim vratom. Primerne rastline, ki jih posadimo v tak vrtiček, so počasi rastoče. Če imamo posodo z ozkim vratom, si pri presajanju rastlin pomagamo z lesenimi palicami ali tankimi kovinskimi žlicami, saj skozi ozki vrat ne dosežemo z roko. Pri zalivanju moramo biti previdni, da ne pretiravamo, saj nam sicer rastline v posodi zgnijejo. Zemljo lahko okrasimo s praznimi lupinami polžev in lepimi kamni, ki jih naberejo učenci. V vrtičku v steklenici se voda, ki izhlapeva iz listnih rež, nabira na vrhu posode in v obliki kapljic pada nazaj na dno. Naloge za ponavljanje 1. Opiši pot vode v rastlinjaku. Rastlinjak je sistem, v katerem je voda precej dobro zaprta in ne more prav dosti uhajati. Pri tem zanemarimo izmenjavo vode z okolico rastlinjaka prek tal. Zato lahko opišemo, da voda v njem kroži. Pričakujemo, da bodo učenci v odgovoru napisali, da ostane vodna para, ki jo oddajo rastline, v rastlinjaku. Ko se pokrov rastlinjaka ohladi, se na njem vodna para zgosti v kapljice, te pa padejo na tla rastlinjaka. 2. Naštej vsaj tri vire vodne pare v naravi. Jezera, potoki, rastline, živali, led, sneg, mokro perilo Pojasni, kje se vodna para zgoščuje v kapljice. Opiši vsaj dva primera. V oblakih, zjutraj na hladnih travnih bilkah (rosa), hladno zrcalo v kopalnici, ko dahnem vanj, pokrov rastlinjaka... 47

48

49 Predlog letne Zrak tematske priprave za pouk

50 Življenje v jezeru in na travniku Operativni cilji Spoznajo vodo kot življenjski prostor nekaterih bitij. Razumejo razlike v življenjskih razmerah v vodi in na kopnem. Spoznajo pomen kisika za dihanje. Spoznajo, da vsa živa bitja dihajo. Zvedo, da v telesu poteka proces, v katerem iz hrane in kisika nastajata ogljikov dioksid in voda ta proces je podoben gorenju. Vedo, čemu rastline potrebujejo svetlobo. Zvedo, da si rastlina dela hrano iz ene sestavine zraka (ogljikovega dioksida) in vode. Spoznajo, da zelene rastline namesto hrane potrebujejo zrak, vodo in sončno svetlobo. Razumejo medsebojne odvisnosti življenja na Zemlji od Sonca. Živa bitja lahko na Zemlji živijo, ker so na njej izpolnjeni pogoji za življenje. Vsa živa bitja potrebujejo vodo. Večina jih potrebuje kisik, da pridobijo energijo iz hrane v procesu dihanja. Nekatera ga dobijo iz zraka, druga pa iz vode. Neorganske snovi v prsti so nujno potrebne vsem živim bitjem. Sončna svetloba in toplota zagotavljata energijo za njihovo življenje. Živa bitja pa so različno prilagojena na življenje v vodi in na kopnem. Psi V družino psov uvrščamo vse pasme domačih psov. Psi so kopenske zveri. Hodijo po prstih, imajo dobro razvite kremplje, ki jih ne morejo vpotegniti tako kot mačke. Glava je dolga s koničastim gobcem. V ustih imajo 42 zob. Rep je dolg, navadno košat. Dihajo s pljuči, tako kot vsi sesalci. Kisik sprejemajo iz zraka. Voh in sluh sta dobro razvita. Vidijo tridimenzionalno in ne zaznavajo barv. Kačji pastir Kačji pastirji so krilate žuželke z nepopolno preobrazbo. V dolžino zrastejo od 1,8 do 15 cm. Na glavi imajo kratke tipalnice, grizalo in zelo velike sestavljene oči. So izvrstni letalci. Krila so velika in prozorna. Med letom z nogami lovijo plen. Odrasli kačji pastirji dihajo z vzdušnicami, kisik sprejemajo iz zraka. V vodo samice odlagajo oplojena jajčeca, iz katerih se razvijejo ličinke, ki živijo v vodi. Nekatere ličinke kačjih pastirjev v vodi dihajo z rektalnimi škrgami, to so izrastki na koncu črevesja. Kisik sprejemajo iz vode. Ličinke so plenilci, v vodi preživijo nekaj let, hranijo se z ličinkami drugih žuželk, ribjimi mladicami in paglavci. Ribe Ribe živijo v vodi. Telo je pri večini vretenasto (hidrodinamično) in pokrito z luskami. Dihajo s škrgami. Premikajo se s celim telesom in plavutmi, od katerih so nekatere parne, druge pa neparne. Parne prsne in trebušne plavuti ustrezajo členjenim okončinam kopenskih vretenčarjev. Neparne plavuti pa so hrbtna, tolščenka, repna in predrepna. Mnoge vrste imajo vzdušni mehur, ki se je razvil iz dela črevesja in ribam omogoča lebdenje v vodi. Na bokih imajo pobočnico, to je čutilni organ za zaznavanje valovanja vode. Dvoživke Dvoživke so prvi vretenčarji, ki so v evoluciji prešli na kopno, vendar so še močno odvisne od vode. Tanka koža jih ne ščiti pred izsušitvijo, zato se zadržujejo v vlažnih življenjskih okoljih. Del življenja in razvoja dvoživk poteka v vodi, kamor odlagajo oplojena jajčeca mrest ali pa ličinke. Življenjsko okolje zelene žabe so ribniki, mlake, stoječe pa tudi počasi tekoče čiste reke z bujnim rastlinjem. Samci so dolgi do 6 cm, samice pa do 10 cm. Hrani se z žuželkami, deževniki, polži, ribami in malimi žabami. Paglavci dihajo s škrgami, kisik sprejemajo iz vode. Z repom si pomagajo pri plavanju. Odrasla zelena žaba diha s pljuči in skozi kožo. Ima dolge zadnje noge, s katerimi lahko dela dolge skoke, in plavalno kožico med prsti zadnjih nog, s katerimi plava. Zelena žaba je ogrožena in zavarovana vrsta. 50

51 Vodna želva Diha s pljuči, na vodno gladino prihaja po zrak. Ima ploščat oklep in plavalno kožico med nožnimi prsti, ki ji omogoča plavanje pod vodo. Rdečevratka živi v počasi tekočih in gosto zaraščenih stoječih vodah južnega dela Severne Amerike. Zelo rada se sonči na kamnih ali pečinah v bližini vode ali pa spleza na plavajoča debla. Če jo zmotimo, se vrže v vodo. Zimo preživi zarita v blatno dno. Hrani se z ribami, paglavci, raki, polži, vodnimi žuželkami in njihovimi ličinkami ter rastlinami. Evropska močvirska sklednica živi v stoječih in počasi tekočih vodah, bujno zaraslih z rastlinjem, v močvirjih in solinah. V naravi je razširjena v severozahodni Afriki, jugozahodni Aziji, srednji in južni Evropi. V Sloveniji jo najdemo na Ljubljanskem barju, v Beli krajini in ob izlivu Dragonje. Je izredno plašna žival, na kopnem se pojavi le, če je nemotena. Sonči se na bregu ali na deblih dreves, ki so nagnjena nad vodo. Pri najmanjši motnji štrbunkne v vodo in se potopi na blatno dno ali izgine med rastlinje. Po kopnem hodi počasi, vendar hitreje kot vse kopenske želve. Zelo hitro in spretno plava. Na zadnjih nogah ima plavalno kožico. Ravnotežje pri plavanju ji pomagajo vzdrževati črevesni mešički, ki se napolnijo z vodo. Zimo prebije v popolni otrplosti, zarita globoko v zemljo. Hrani se z ribami, žabami, paglavci, vodnimi žuželkami in njihovimi ličinkami ter rastlinami. Živi do 120 let. Hrbtna črepinja je le malo izbočena, trebušna je ravna, pri samcu nekoliko vbočena (hidrodinamična oblika oklepa). Želvo v naravi močno ogroža človek, ki izsušuje močvirja in ribnike. Ogrožena je tudi zaradi rdečevratke, vodne želve, ki prihaja iz Severne Amerike in jo pri nas ljudje gojijo kot hišnega ljubljenčka. Ko se je naveličajo, jo izpustijo v bližnjo mlako. Evropska močvirska sklednica je v Sloveniji redka in ogrožena živalska vrsta. Kopenska želva Grška kornjača je razširjena v južni Evropi, v severnem delu Afrike in jugozahodni Aziji. Živi v suhih pokrajinah. Rada se sonči. Zimsko mirovanje je kratko, zarije se v zemljo. Diha s pljuči. Hrbtni del oklepa je izbočen, med nožnimi prsti ni plavalne kožice. Hrani se predvsem z rastlinami, rada ima tudi polže in deževnike. Jeseni se zakoplje pod listje ali v zemljo, kjer miruje do pomladi. Poleti se izogiba skrajnih temperatur. Zelo rada se kopa v plitvih kotanjah. Zaradi svojevrstnega načina življenja so kornjače ogrožene in čedalje redkejše. Veliko jih pogine na cestah, v poletnih požarih, neredke pa končajo v želodcih sladokuscev. Ptiči Ptiči živijo v vseh biotopih po vsem svetu. Njihovo telo je pokrito s perjem. Sprednje okončine so spremenjene v peruti. Zadnje okončine imajo na prstih kremplje. Ptičje kosti so lahke in votle napolnjene z zrakom. Dihajo s pljuči, ki so povezana z zračnimi vrečami. Imajo stalno telesno temperaturo. Imajo kljun iz roževine, v njem ni zob. Letalne mišice so zelo močne in dobro razvite. Vsi deli ptičjega telesa so prilagojeni njihovemu načinu gibanja: letenju in premikanju na tleh. Ptiči ležejo jajca na kopnem. Veliki kormoran Velikega kormorana uvrščamo v družino veslonožcev. Dihajo s pljuči. Kljun imajo dolg in na koncu zakrivljen. Pod vodo se potapljajo za ribami, s katerimi se hranijo. Med perjem nimajo zračnih mehurčkov, ki bi jih ovirali pri potapljanju. Zmočijo se do kože, nato se na zraku sušijo. Peruti imajo dolge in široke. Ujeda Številne vrste ujed so razširjene po vsem svetu. Imajo močan, oster in zakrivljen kljun ter močne srpaste kremplje, s katerimi večina vrst ujame in zadrži plen. Imajo zelo dobro razvit vid. Dihajo s pljuči. Široke peruti jim omogočajo izvrstno letenje in jadranje. Nekatere ujede lovijo plen, in ko strmoglavijo na plen, peruti zložijo ter pri tem povečajo hitrost leta. 51

52 Bober Bobra uvrščamo med sesalce, v družino glodavcev. Kožuh ima gost in ščetinast, rjave do skoraj črne barve. Rep je ploščat in luskast ter je namenjen krmarjenju pri plavanju. V njem se kopičijo tudi zaloge maščobe za zimsko obdobje. Bober lahko z repom plosko udari po vodni gladini. Glasen pok opozori druge bobre na nevarnost. Ima izredno močne, ostre glodače, ki nenehno rastejo. Z njimi lahko 40 cm debelo drevesno deblo pregloda v eni noči. Je dober plavalec in pod vodo lahko preživi veliko časa, saj med potapljanjem lahko zapre slušni odprtini in nosnici, stisne grlo in ustnice. Pri plavanju mu je v pomoč tudi plavalna kožica med prsti zadnjih nog. Diha s pljuči. Uhlje, slušni odprtini, oči in nosnice ima na vrhu glave, da med plavanjem v vodi ostanejo nad vodno gladino. Bobrovina je izloček dveh kot pest velikih žlez pod repom, je rezkega vonja in z njo bobri označujejo svoje ozemlje. Z njo si mažejo tudi kožuh, da se ne premočijo do kože. Bobri s svojim načinom življenja vplivajo na okolje. V blatni breg si kopljejo rove in brloge. Na rekah ali jezerih si gradijo jezove in gnezda, ki jim pravimo kar gradovi. Postavijo jih iz drevja, vejevja in blata, v njih pa živijo majhne družinske skupnosti (starši, majhni mladiči in malo starejši mladiči). Gnezdo je zelo trdno in stoji poleg ali sredi vode. Temelji so pod vodo, kjer je tudi vhod vanj. Na površju iz vej in blata naredijo nekakšno kupolo, kamor shranjujejo hrano. Včasih so bili bobri razširjeni po vsej Evropi in srednji Aziji, danes pa živijo le še ob nekaterih rekah v Franciji, Nemčiji, na Poljskem, v Skandinaviji in Rusiji. Marsikje po svetu so zavarovani in v zadnjih letih jih marsikje po Evropi znova uspešno naseljujejo. V Sloveniji so jih iztrebili v 18. stoletju. Leta 1998 so opazili bobre v spodnjem toku reke Krke. Navadna pasja trava Uvrščamo jo v družino trav. Raste na travnikih in ob poteh. Razširjena je po vsej Evropi. V Sloveniji raste od nižin do alpinskega pasu. Uspeva predvsem na gnojenih tleh in na neporaslih tleh, tam je pionirska rastlina. Rastlina je sivozelena, štrleče dlakava in šopasta. Listi so široki do 1 cm. Navadna kalužnica Uvrščamo jo v družino zlatičevk. Raste na močvirnih travnikih, ob potokih in jarkih. V Sloveniji raste od nižine do subalpinskega pasu. Cvetovi so bleščeče rumeni, listi so srčasto ledvičasti, nazobčani in goli, plod je večsemenski mešiček. Navadni trst Uvrščamo ga v družino trav. Raste na močvirnih travnikih, močvirjih, zamočvirjenih gozdovih in obrežjih. Raste po vsej Sloveniji. V višino zraste od 100 do 160 cm. Listi so široki, togi in zašiljeni. Klaski so večcvetni in temnovijoličasti. Prehranjevanje rastlin Rastline so avtotrofni organizmi, ki so sposobni sami proizvajati hranilne snovi iz enostavnih neorganskih snovi v procesu fotosinteze. Fotosinteza je biološki proces, med katerim pod vplivom sončne energije iz enostavnih neorganskih snovi, ogljikovega dioksida in vode nastajajo organske snovi, predvsem glukoza, in kisik kot stranski proizvod. Iz glukoze nastajajo bolj zapletene snovi, kot so oligosaharidi, polisaharidi, beljakovine in maščobe. Fotosinteza poteka v zelenih rastlinah, ki vsebujejo klorofil. Rastline so prvi člen v prehranjevalni verigi, ki dajejo živalim hranilne snovi in so podlaga za obstoj vseh živih bitij. Dihanje rastlin Dihanje je fiziološki proces, ki poteka v vseh živih bitjih, tudi v rastlinah. Temelji na sprejemanju kisika iz zraka ali vode in oddajanju ogljikovega dioksida. Pravo celično dihanje poteka v mitohondrijih vsake žive celice in temelji na razkroju različnih organskih spojin v vodo in ogljikov dioksid. Pri tem se sprošča energija, ki jo organizem uporabi za različne življenjske procese. Dihanje ima pomembno vlogo pri kroženju snovi v naravi. 52

53 Didaktična navodila in opozorila Prilagoditve živih bitij na vodno in kopensko okolje je najbolje opazovati v naravi, na primer na travniku in v mlaki. Nekatere živali in rastline lahko prinesete v razred, nekaj časa skrbite zanje in jih opazujete, nato pa jih vrnete na isto mesto v naravo. Tako pridobljeno znanje bo kakovostno in trajno. Pri opazovanju živali v naravi spodbujajte učence, da bodo opazovali živali dalj časa. Učenci naj opazujejo telo posamezne živali. Ugotavljajo naj, katere dele telesa ima, čemu so namenjeni in zakaj so prav takšni. Učenci naj skušajo ugotoviti, katerega spola je opazovana žival in kako je prilagojena na življenje v okolju. Kaj žival dela v tem trenutku? Katere osnovne potrebe zadovoljuje? Kaj je pritegnilo njeno pozornost? Kakšen je njen življenjski prostor in kako žival vpliva nanj? Pri poskusu fotosinteze rastlin lahko uporabite čašo, lij in epruveto. V čašo nalijete vodo. Vodno rastlino dajte v lij pod vodo in na vrh epruveto, ki je napolnjena z vodo. Kisik, ki bo izhajal v procesu fotosinteze, bo izpodrinil vodo v epruveti. Prisotnost kisika lahko dokažete s tlečo vžigalico, ki jo daste v epruveto, kjer bo zažarela. (Trajanje poskusa je en dan do nekaj dni, odvisno od količine rastlin in svetlobe.) Dodatne ideje za popestritev pouka Priporočam vam, da učenci v razredu gojijo zlato ribo. Ta vrsta je nezahtevna. Gojite jo lahko v steklenem ali plastičnem akvariju. Pomembno je, da dodate vodne rastline in vodne polže. Če so rastline plavajoče, imate manj dela pri menjavi vode. Zlato ribo lahko gojite brez vodnega filtra in črpalke za zrak. Hrane, ki jo dodajate, naj bo le toliko, kot je riba poje. Če dodate več hrane, se razkraja, porabi kisik v vodi in vodo je treba zamenjati. Vodo menjajte le enkrat na mesec in pol do dva meseca. Pomembno je, da učenci za ribo sami skrbijo. Pri tem bodo opazovali, kako se prehranjuje, kako diha in kako plava pa še marsikaj drugega. Zlato ribo lahko kupite pri rejcih ali v trgovinah, kjer prodajajo ribe. Vsekakor vam priporočam, da jo kupite od rejca, ki vam bo tudi svetoval, kako zanjo dobro skrbeti. Strokovna literatura Paul Veenvliet, Jana Kus Veenvliet, Dvoživke Slovenije, priročnik za določanje, Symbiosis 2003 Ivo Božič, Ptiči Slovenije, Lovska zveza Slovenije 1983 Dankwart Seidel, Wilhelm Eisenreich, Slikovni rastlinski ključ, DZS 1992 Halina Hluszyk, Alina Stankiewicz, Slovar ekologije, DZS 1998 Meta Virant Doberiet, Leksikon živalstvo, CZ 1997 Modri planet v mehkem ovoju Operativni cilji Zvedo, da Zemljo obdaja plast zraka ali atmosfera. Seznanijo se s sestavo zraka. Poimenujejo dušik, kisik, ogljikov dioksid. Spoznajo način merjenja zračnega tlaka. Zemljo obdaja plast plinov atmosfera. Povprečen tlak na ravni morske gladine je enak 1013 hpa. Hektopaskal (hpa) je enak 100 Pa, kar je enako enemu milibaru. Bar (oziroma milibar) je starejša enota za tlak, ki ne sodi v sistem SI-enot. Zato moramo učence navajati na uporabo hektopaskalov namesto milibarov, ki se tu in tam še vedno uporabljajo. Milibar je tisočina bara. Z večanjem nadmorske višine se zračni tlak zmanjšuje. Okolju prilagojeni prebivalci lahko živijo na višinah do približno 4000 m. Daljše bivanje na večji višini ni mogoče brez posebnih pripomočkov. Prvi se je brez dodatnega kisika na Mount Everest povzpel Reinhold Messner leta Pomanjkanje kisika na velikih višinah najprej zaznajo možgani. Omilimo ga z dodajanjem kisika (iz jeklenk) vdihanemu zraku. Podobno dovajajo 53

54 kisik prezgodaj rojenim novorojenčkom v inkubatorju, pri katerih so pljuča še preslabo razvita, da bi iz zraka prejemala zadostne količine kisika. Iz zgoraj opisanih primerov in primerov iz učbenika učenci razvijajo in poglabljajo spoznanja o pomenu ozračja. Za zrak dobro velja splošni plinski zakon. Ker se z višino manjša zračni tlak, se z njo zmanjšuje tudi gostota zraka. Ob morju je v kubičnem metru približno 1,2 kg zraka. Zračni tlak na višini okoli 6000 m je le še polovica zračnega tlaka ob morju, na Mt. Everestu pa le še okoli petina. Če se gostota zraka z višino ne bi spreminjala, bi segalo ozračje le do višine okoli 8000 m. Podatek je zanimiv, ker ga lahko uporabimo za ocenjevanje sprememb zračnega tlaka, ko se spuščamo ali dvigujemo. Tako se tlak zmanjša približno za 0,1 bara, ko se od nadmorske višine nič dvignemo za 800 m. Pri 1600-metrskem dvigu se zmanjša za približno 0,2 bara ali eno petino bara. Če se odpravimo v visokogorje (višine okoli 2000 m), je v vsakem vdihu približno petina manj zraka, in zato tudi manj kisika. To pomanjkanje lahko nadomestimo s hitrejšim ali bolj globokim dihanjem. Didaktična navodila in opozorila 68. Kako se zračni tlak spreminja z nadmorsko višino? Ta poskus izvedemo najhitreje, če se povzpnemo z žičnico. Med hitrim vzpenjanjem se temperatura prazne plastenke le malo spremeni. Če bi se med vzpenjanjem temperatura znižala, bi se utegnilo zgoditi, da ne bi opazili izhajanja zraka iz plastenke, ko jo na vrhu odpremo. Zato ocenimo, kolikšen delež zraka izteče iz plastenke in kakšen je vpliv temperature. Pri vzponu za 1600 m se spremeni tlak za približno eno petino. Pri stalni temperaturi bi tako ušlo iz plastenke okoli 0,3 l (1/5 1,5 l = 0,3 l) zraka, kar med odvijanjem pokrovčka prav gotovo opazimo. Ocenimo še, za koliko bi se morala zmanjšati temperatura zraka v plastenki, da iz nje po vzpenjanju ne bi ušlo nič zraka. Absolutna temperatura zraka se bi morala zmanjšati za eno petino, to je za 60 K (300 K 1/5 = 60 K). Takšnega zmanjšanja temperature pa zlepa ne dosežemo, zato upamo, da poskus uspe tudi, če je temperatura zraka v plastenki na vrhu malo manjša. Iz ocene brž ugotovimo, da nam bi pri vzponu za 800 m padec temperature za 30 K pokvaril poskus, če pa bi se temperatura znižala za 15 K, bi iz plastenke ušlo le še 0,075 l zraka. Pri majhnih višinskih razlikah moramo biti zato bolj pozorni na spremembe temperature. Plastenka naj bo v nahrbtniku skupaj s plastenko, polno tekočine, in obe naj bosta oviti s šalom ali čim podobnim. Tako se bo temperatura obeh skupaj kar najmanj spreminjala. Ko na vrhu hriba dokončamo poskus, plastenko dobro zapremo. Čaj iz druge plastenke bomo verjetno popili, če gremo v hribe peš. Ko prazno plastenko doma potegnemo iz nahrbtnika, opazimo, da je stisnjena. To velja, če se temperatura ni med tem preveč dvignila. Ko pokrovček odvijemo, vdre v plastenko približno toliko zraka, kot ga je na vrhu hriba iz nje ušlo. 69. Barometer Še najbolj nazoren je slab meter dolg živosrebrni barometer, ki ga imajo nekatere šole. Tak barometer pokažemo v učilnici in ga potem pritrdimo na njegovo mesto, da ne pride do razlitja živega srebra. Manjše barometre (aneroide) si učenci podrobno ogledajo (doma ali v trgovini) in številčnico natančno prerišejo. Z majhnim barometrom lahko v šoli ali doma izvajajo različne poskuse. Če ima šola več nadstropij, ugotovijo, da barometer kaže manj v zgornjih nadstropjih. Verjetno se vprašajo, koliko kaže barometer na bližnjem griču. Ko bodo to poskusili, bodo ugotovili, da se kazalec zavrti do roba skale in barometer ne kaže več prav. Razložimo jim, da barometer kaže le razlike zračnega tlaka, zračni tlak moramo pa za vsak kraj, kjer ga uporabljamo, nastaviti sami (ali nam to naredi trgovec v trgovini, kjer barometer kupimo). Na zadnji strani barometra je vijak, s katerim nastavimo zračni tlak na tisto vrednost, ki jo ta dan slišimo na vremenski napovedi za naš kraj. 70. Izdelaj preprost barometer. Če se lotite izdelave barometra z učenci v šoli, priporočam, da naredite najprej nekaj prototipov sami in jih preskusite. Tako boste najbolje razumeli, kje lahko nastopijo težave in kako jih lahko odpravite. 54

55 Premiki kapljice v tanki cevi so odvisni od sprememb zunanjega zračnega tlaka in od sprememb temperature zraka v steklenici. Spremembe temperature zraka zmanjšamo tako, da steklenico ovijemo v šal ali nanjo nadenemo nekaj debelih volnenih nogavic. Še najbolje bo, če je zadnji ovoj iz alufolije. Tako izolirano steklenico pustimo za nekaj minut v senci, daleč od izvorov toplote in svetlobe. Pri tem naj bo kratka cevka odprta, kapljica nekje na sredi daljše cevke, ta cevka pa v vodoravni legi. Ko krajšo cevko začepimo z žebljem, se kapljica ne sme premikati. Če se premika proti steklenici, se zrak v njej ohlaja, če se giblje od steklenice, se zrak v njej segreva. Pomik kapljice za nekaj milimetrov pomeni spremembo temperature plina v steklenici za približno stotinko stopinje. Vidimo, da je steklenica zelo občutljiv termometer, zato jo moramo dobro izolirati, če želimo z njo meriti majhne spremembe zračnega tlaka. Če nam to uspe, lahko opazimo spremembe zračnega tlaka že pri vzponu ali spustu za nekaj metrov. Za zelo radovedne 4. Kakšno atmosfero imajo nekateri planeti naega osončja? Kolačniki v delovnem zvezku prikazujejo le sestavo atmosfere nekaterih planetov, ne pa tudi njene količine. Zavedati se moramo, da je na primer na Veneri tlak plinov mnogo večji kot na Zemlji, na Marsu pa mnogo manjši. Oba planeta sta podobna Zemlji, vendar imata bistveno drugačni atmosferi. Venera ima zelo gosto atmosfero pretežno iz ogljikovega dioksida (98 %) in malo dušika (približno 2 %). Atmosferski tlak na površju je skoraj 90-krat večji kot na površini Zemlje. Temperatura na površju Venere je okoli 500 ºC. Vesoljske sonde, ki pristanejo na njej, lahko tam zdržijo le nekaj minut. Prvo vesoljsko vozilo (Mariner 2) je obiskalo Venero leta Bi bilo na katerem od teh planetov možno živeti brez posebnih pripomočkov za dihanje? Na nobenem planetu ne bi mogli živeti brez posebnih pripomočkov za dihanje. Na katerih planetih je v atmosferi kisik? Kisik je na Zemlji in na Marsu, kjer ga je zelo malo. Informacija za učitelje in zelo radovedne: Obilico kisika na Zemlji so pridelale modrozelene cepljivke s fotosintezo iz vode ob pomoči svetlobe in so za to potrebovale okoli dve do tri milijarde let (Zemlja je stara približno 4 milijarde let). Tako so modrozelene cepljivke ustvarile razmere za življenje drugih bitij na Zemlji, takih, ki potrebujejo kisik. Še danes modrozelene cepljivke pomembno vplivajo na okolje. Prvo milijardo let v razvoju Zemlje se količina kisika v atmosferi ni povečevala, ker se je ves vezal z železom na površju Zemlje v železove okside (rjo). Ko se je vse železo na površju spojilo s kisikom, se je kisik začel nabirati v atmosferi. Na katerih planetih je v atmosferi dušik? Dušik je na Zemlji in na Marsu. Katerega plina je v Marsovi atmosferi največ? V Marsovi atmosferi je največ ogljikovega dioksida. Vendar je tlak plinov na Marsu približno stokrat manjši kot na Zemlji. Na katerem planetu je v atmosferi enak delež vodika kot na Saturnu? Saturn in Jupiter imata približno enak delež vodika in helija v atmosferi. Na katerem planetu je v atmosferi enak delež helija kot na Jupitru? Glej zgoraj. Na vprašanja odgovorimo ob pomoči kolačnikov. Vprašanja utrjujejo branje kolačnikov. Naloge za ponavljanje 1. V katerih enotah merimo zračni tlak z barometrom? Zračni tlak merimo v hektopaskalih. Včasih se je ta enota imenovala milibar. 2. Se hitrost dihanja kaj spremeni visoko v hribih, na primer na Triglavu? Zakaj? Zrak je v višinah redkejši, zato dihamo hitreje ali bolj globoko, da dobimo dovolj kisika. Podobno je potreba po kisiku večja, ko se rekreiramo ali opravljamo težavnejše fizično delo. 55

56 3. Balon, napolnjen s helijem, spustimo, da se dvigne pod oblake. Opiši, kaj se dogaja z velikostjo balona med dviganjem! Balon, ki se dviguje pod oblake, se veča: to se zgodi zato, ker se zunanji zračni tlak zmanjšuje z višino. Zato se plin v balonu razširi, pogosto tako močno, da balon poči. 4. Potapljači dihajo pod vodo zrak iz jeklenk, ki jih nosijo na hrbtu. Pozanimaj se, za koliko časa zadostuje ena jeklenka, koliko tehta, kako jo napolnijo itd. Vse odgovore zapiši. Odgovor na vprašanje učenci poiščejo v knjigah iz knjižnice, ali se pozanimajo pri potapljaškem društvu, ali poiščejo podatke na svetovnem spletu (v knjižnici). V jeklenkah je približno 15 l zraka pri tlaku okoli 200 barov. Pod vodo je potapljač lahko približno eno uro. Čas je odvisen od globine in od napora, ki mu je izpostavljen. Gibanje zraka in teles v njem Operativni cilji Spoznajo pomen gibanja zraka in izkoriščanja moči vetra (npr. pri jadranju). Zgradijo in preskusijo delovanje naprav, ki jih poganja veter. Pri gibanju teles v zraku sta pomembni dve sili, zračni upor in dinamični vzgon. Zračni upor je zaviralna sila, ki deluje na telo, ki se giblje glede na zrak. Pri gibanju telesa v zraku se pojavi tudi sila, ki je pravokotna na smer gibanja in ji pravimo dinamični vzgon. To silo še najbolj občutimo, ko se z dežnikom sprehajamo po vetrovnem vremenu ali ko z njim tečemo, kadar ni vetra. Če dežnik držimo natanko pokonci, pri neki hitrosti teka opazimo, da njegove teže skoraj ne čutimo. Takrat je dinamični vzgon približno enak teži. Pri večji hitrosti nam začne dežnik dvigovati. Obe sili (upor in dinamični vzgon) sta pravokotni komponenti sile, ki se pojavi zaradi razlik tlakov na površini telesa, oblitega s tekočino (zrakom). Katera od obeh sil je večja od druge, je odvisno od oblike in smeri gibanja telesa (ali smeri, iz katere piha veter). Letalsko krilo je narejeno tako, da je upor majhen, vzgon pa mnogokrat večji. Majhna kapljica megle ali pelodno zrno imata velik upor in zanemarljiv vzgon. V zraku padata zelo počasi, zato ju veter prenaša s seboj. Gibanje semen in plodov v zraku V evoluciji so se ohranile tiste rastline, ki so bile uspešnejše pri naselitvi novih prostorov. Zato rastline na določeni življenjski stopnji potujejo. Večinoma potujejo v obliki semen, ki lahko dosežejo kraj, kjer vzklijejo daleč od svojih staršev. Ne vzklijejo takoj, temveč čakajo na primerne razmere v okolju. S plodovi in semeni se cvetnice ali semenke razširjajo po čim večjem ozemlju. Razvile so različne načine zaščite in razširjanja semen. Tako imajo semena več možnosti za kalitev in nadaljnji razvoj. Plodove in semena mnogih rastlinskih vrst raznaša veter. Majhni enosemenski plodovi pri regratu imajo padalo iz tankih laskov, ki plodove z vetrom odnesejo daleč stran od matične rastline. Tem rastlinam in številnim drugim veter pomaga pri razširjanju semen. Javorovi plodovi so opremljeni s krilcem, ki se med letom vrti. Na krilce deluje sila dinamičnega vzgona, ki padanje znatno upočasni. O tem se prepričamo, če spustimo na tla plodove s krilci in take, ki jim krilca odstranimo. Dežne kapljice padajo s stalnimi hitrostmi. Če kapljico spustimo s stolpa, se sprva giblje pospešeno (hitrost se ji povečuje), potem pa se hitrost po nekaj metrih ustali in se ne povečuje. Manjše kapljice se gibljejo počasneje, večje pa hitreje. Hitrosti so od 2 m/s (drobne kapljice premera pol milimetra) do 9 m/s (5 mm velike kaplje). Pri enakomernem padanju je upor enak teži. Pri kapljicah megle, ki jih lahko v temi opazujemo s svetilko, je hitrost padanja nekaj milimetrov ali centimetrov na sekundo. 56

57 Poglejmo, kako se z velikostjo kapljice spreminjata njena teža in upor. Sila teže narašča s tretjo potenco velikosti kapljice, ker je sorazmerna s prostornino. Sila upora se spreminja s kvadratom velikosti, ker je sorazmerna s ploščino prečnega preseka. Pri zelo majhnih kapljicah (nekaj tisočink milimetra) je sila upora sorazmerna z njihovo velikostjo. Temu pravimo viskozni upor. Teža se torej z velikostjo kapljice spreminja mnogo hitreje, kot se z velikostjo spreminja upor. Kapljica se med padanjem lahko veča, ker pobira druge kapljice. Teža se ji zelo poveča, upor pa le malo. Zato se začne gibati vse hitreje, dokler se obe sili pri neki večji hitrosti ne izenačita. Nekaj podobnega se dogaja z veliko kapljico, ki se med padanjem zaradi izhlapevanja manjša. Vzemimo, da se je njena velikost razpolovila. Teža je le še osmina prvotne teže. Tudi upor se zmanjša, a le na četrtino. Tako je pri polovico manjši kapljici upor večji od teže, če bi se gibala s prvotno hitrostjo. Hitrost se ji zato zmanjšuje, dokler se obe sili ne izenačita in se potem giblje s stalno hitrostjo. Pri zelo majhnih kapljicah (nekaj tisočink milimetra) je vpliv velikosti na upor manjši kot pri velikih kapljicah, zato se mora pri njih hitrost še bolj zmanjšati, da se upor izenači s težo. Take kapljice v zraku skoraj lebdijo in tvorijo meglo, če jih je dosti skupaj. V nalogi ponavljamo risanje histogramov in branje podatkov iz njih. Včasih me mika leteti Kako izdelaš model jadralnega letala Prvo motorno letalo sta pri nas izdelala brata Rusjan. Edvard Rusjan je s svojim motornim letalom, imenovanim Eda 5, poletel leta Prvo jadralno letalo so v naših krajih izdelali leta Poimenovali so ga Vrabec. Repliki obeh letal sta postavljeni na ogled v stavbi ljubljanskega letališča na Brniku. Model jadralnega letala, ki je opisan v delovnem zvezku, je po obliki zelo podoben prvim jadralnim letalom. Najpomembnejši deli modela jadralnega letala so letalne površine: obe krili ter rep. Rep sestavljata repno krilo (višinsko krmilo) in smerno krilo. Vsi deli morajo biti tanki in lahki. Posebno lahek in mehak les je balza; to je les južnoameriškega drevesa. Pri nas jo prodajajo v trgovinah z modelarskimi pripomočki, in sicer v obliki tankih plošč. Če nam ne uspe nabaviti balze, lahko učenci model jadralnega letala izdelajo tudi iz tanjše plošče penjenega polistirena stiropora debeline 1 cm in smrekove letvice s presekom 5 x 5 mm. Balzo ali tanek stiropor lahko režejo z nožem za papir. Pri lepljenju balze lahko uporabijo belo mizarsko lepilo ali pa hitrosušeče se modelarsko lepilo. Pri modelarskem lepilu (sekundno lepilo) moramo biti pozorni na varnost pri delu, da se ne bi prilepili tudi prsti. Modeli letal so lahko različnih oblik, takih, kot jih prikazujejo ilustracije v učbeniku. Krila so lahko v obliki puščice delta krilo. Tak model leti le pri večjih hitrostih. Model ima lahko dva trupa (dvotrupno transportno letalo) ali pa so krila razporejena na trupu tako, da je kratko spredaj, dolgo in smerno krilo pa zadaj. Prava letala spreminjajo smer letenja s smernim krilom in s krilci. Smerno krmilo je gibljivo krilce na navpičnem smernem repu. Zračni tok, ki se zaganja vanj, potisne rep v eni ali drugi smeri in tako povzroči, da letalo spremeni smer. Višinsko krmilo so krilca na repnem krilu letala. Če višinsko krmilo krilca dvignemo, zračni tok, ki se zaletava vanj, potisne rep navzdol in letalo se začne dvigati. Če pa višinsko krmilo spustimo navzdol, se letalo začne spuščati. Krilca na glavnem krilu so namenjena vrtenju letala okoli njegove vzdolžne osi. Ta krilca se premikajo v nasprotnih smereh, na enem krilu gor, na drugem pa dol. Zaradi tega se letalo nagiba in zavija. 57

58 Didaktična navodila in opozorila 71. Napravi majhen ročni ventilator. Za opisani ročni ventilator lahko uporabimo materiale in orodja iz kuhinje. List žage za kovino lahko nadomestimo z nožem z nazobčanim rezilom. Če smo dovolj vztrajni, lahko luknjo v zamašek naredimo tudi s šilom ali križnim izvijačem. Za pogonsko gred lahko uporabimo svinčnik ali kos tanke leskove šibe. Učence spodbujamo, da napravijo poleg ventilatorja tudi pahljačo po spominu ali napravijo kakšno inovacijo. Spomnimo jih, da v naravi ptiči z gibanjem peres povzročajo veter. Krila so med mahanjem razprta, potem jih ptič zloži ob telo. Podobno naredimo tudi s pahljačo po uporabi. Težko si je izmisliti bolj praktično pahljačo, kot jo prikazuje slika v učbeniku. Kupimo lahko tudi električno pahljačo, ki je podobna našemu ročnemu ventilatorju, le da ima dva kraka in jo poganja majhen elektromotor na baterije. Po uporabi kraka zložimo ob ohišje, da nista napoti. 72. Oglej si regratov plod in ga skiciraj. Regratov plod je podoben padalcu. Pada počasi, zato ga veter lahko odnese daleč, preden pade na tla. Ogledamo si ga s povečevalnim steklom (lupo). 73. Na izletih v naravi poišči čim več različnih plodov, ki imajo letalne naprave. Nariši jih in napiši, kateri rastlini pripadajo. Ko zapiha veter, se iz odprtih storžev iglavcev usujejo plodovi, ki se med padanjem vrtijo, in zato padajo počasneje. Veter jih medtem odnese daleč od drevesa, kjer ob ugodnih razmerah vzklije mlado drevo. Na fotografiji v učbeniku (str. 72) so javorovi plodovi in nitasti plodovi srobota. 74. Razišči, kako se gibljejo različni plodovi, ki so prilagojeni za gibanje v zraku. Ko plodove z letalnimi napravami odvržemo, sprva hitro padajo, ko se začnejo vrteti, se padanje upočasni. Zračni upor vrtečega se ploda je večji, zato pada plod počasneje. Ročnemu ventilatorju povečamo zračni upor tako, da mu povečamo število krakov. Tudi pri njem opazimo, da pada malo počasneje, ko se vrti. Da to bolje vidimo, ga spustimo še z večje višine. Če se pri tem ventilator med padanjem obrne, spodnji konec paličice obtežimo s plastelinom. Opisani ventilator za ponazarjanje letalnih naprav ni najboljši, ker je pretežak. Če namesto plute uporabimo stiropor in za krake malo debelejši papir, bo tak ventilator padal počasneje in bo njegov let lažje opazovati in opisati. 75. Naredi model jadralnega letala. V delovnem zvezku je opisan postopek izdelave modela jadralnega letala. Glavne sestavne dele (krilo, trup, repno in smerno krilo) izrežejo iz balze. Pri razrezu uporabite nož za papir in kovinsko ravnilo. Trup in glavno krilo naj bosta enako dolga. Repno in smerno krilo lahko nekoliko odrežete po širini tako, da bosta ožji od glavnega krila (širina 8 cm zmanjšajo maso celega repa). Pri lepljenju repa najprej prilepite konec trupa letala letvico prek sredine repnega krila. Smerno krilo prilepite ob trup z leve ali desne strani v pravokotni legi na repno krilo. Spredaj na trup nataknete elastiko, položite glavno krilo prek trupa in ga pripnete z elastiko. Iz koščka balze izdelate zagozdo, s katero dvignete rob prednjega krila za 3 do 4 mm. Zaradi nje dobimo obliko letalnega krila in model lepše leti (vzgon krila). Tako sestavljeni model na sprednjem delu trupa še obtežite tako, da bo težišče v prvi tretjini modela. Za obtežitev majhnih letal lahko uporabite žebljičke, pri večjem modelu pa je to lažje z dodajanjem permanentno plastičnega kita (prodajajo ga v trgovinah z barvami in laki). Če podpirajo trup letala na eni tretjini razdalje med prvim in zadnjim robom krila, mora biti model letala v ravnovesni legi ali le malo viseti s kljunom navzdol. Pravilno obtežitev dosežemo z dodajanjem kita ali s premikanjem krila naprej in nazaj. Nikoli ne obtežite repa. Če želite model letala usmerjati, dodate krilca, ki jih izdelate iz tankega kartona in jih s samolepilnim trakom prilepite na krila, kot prikazuje risba v delovnem zvezku. Preskus letenja modela Uravnoteženi model jadralnega letala dvignete v višino ramen in narahlo potisnete naravnost in nekoliko navzdol. Model mora leteti naravnost in podrsati po tleh. Mirno drsenje modela je osnova za strm let navzgor in za zavijanje. Osnovni met mora biti gladek in enakomeren, tako da se model odlepi od roke. Model preizkušajte v telovadnici, širšem hodniku ali zunaj na prostem, če ni vetra. 58

59 Pri preskušanju lahko spreminjate lege krmilnih površin. Pomembno je, da spremenite le po eno spremenljivko naenkrat, preskusite let modela in zapišete učinek te spremembe. Zavijanje povzročajo krilca na glavnem krilu in smerno krmilo na repu. Pri zavijanju se letalo nekoliko nagne naprej. Lego uravnate z višinskim krmilom na repu. Model jadralnega letala nima pogona in leti zaradi teže. Če je hitrost premajhna, model pada v sunkih pravimo, da jezdi. Če model izgubi hitrost, začne strmo padati navzdol, tako pridobi hitrost in začne spet gladko drseti. Če je le mogoče, model spuščajte na vzpetini. Tako dobimo lepši in daljši let modela. Kaj moraš storiti, da bo letalo letelo v desno smer? Da bo model letala letel v desno smer, zaviješ smerno krilce na repu v desno in desno krilce na krilu navzgor. 76. Pripravi drobne kapljice, podobne kot so v megli. Oglej si, kako padajo. Kapljice opazujte v temi pred črnim navpičnim zaslonom v soju baterijske svetilke, ki jo usmerite vodoravno, vzporedno z zaslonom. Kapljice naredite s pršilko, če je mogoče, nekaj metrov višje nad zaslonom. Tako padajo mimo zaslona navpično in jih ne motijo zračni vrtinci, ki nastanejo pri iztiskanju tekočine iz pršilke. Tla bodo pri tem poskusu kmalu mokra, saj nastane mnogo velikih kapljic, ki padejo hitro na tla. Zato je morda primerneje izvajati poskus zunaj. Če iztiskate hitro, nastane veliko kapljic in med njimi tudi več majhnih, ki nas zanimajo. Če vodi dodamo detergent, so kapljice manjše. Zelo drobne kapljice dobite v suhem vremenu, če pršimo na primer z balkona v drugem nadstropju in jih opazujemo pri tleh. V suhem zraku se bodo kapljice manjšale zaradi izhlapevanja. Dosti jih bo izhlapelo, preden bodo padle na tla. Najlepše je opazovati kapljice v gosti megli, ponoči. Približno enako so velike. S pršilko dobite kapljice različnih velikosti. 77. Katere kapljice padajo hitreje, večje ali manjše? Stiroporne kroglice (ki nam predstavljajo različno velike kapljice) za ta poskus dobite v trgovini z okraski. Lahko si jih izdelate sami, če kose stiropora obrežete z ostrim nožem. Rezultat poskusa bo enak, le da za vse kroglice uporabimo enak material. Lahko poskusite tudi z več kroglicami različnih velikosti, a morate najti način, da vse spustite hkrati. Za zelo radovedne 1. Zakaj padajo velike kapljice hitreje kot majhne? Večanje kapljic ponazorimo s kockami. Ko iz kock gradimo večje kocke, opazimo, da število kock v veliki kocki narašča hitreje kot število kock v osnovni ploskvi. Teža, ki vleče veliko kocko navzdol, narašča s številom kock, upor, ki veliko kocko potiska navzgor, pa se veča s številom kock v osnovni ploskvi (saj le tiste čutijo veter). Večji kocki se teža bolj poveča kot upor, zato pada hitreje. Če bi hoteli, da večja kocka pada enako hitro kot manjša, bi ji morali površino v prečni smeri povečati, na primer s padalom. 2. Na kolesarskih tekmovanjih vozijo kolesarji pogosto eden za drugim. Zakaj? S tem primerom lahko še drugače razložimo, zakaj padajo večje kocke (kaplje) hitreje. Kolesarji vozijo eden za drugim zato, ker čutijo tisti za prvim manjši zračni upor. Ko se prvi upeha, ga nadomesti drugi, prvi pa se pomakne daleč nazaj, kjer poganja enako hitro z manj napora. Podobno kot kolesarji se kocke v veliki kocki gibljejo ena za drugo navzdol. Tista spodaj čuti upor, vse kocke nad njo pa jo pritiskajo navzdol. Če je več kock nad spodnjo, je pogonska sila večja, zato pada večja kocka (kapljica) hitreje. 59

60 Naloge za ponavljanje 1. Kako se shladimo, če je vroče in smo v zaprtem prostoru? Poskrbimo, da se zrak giblje mimo našega telesa. To naredimo z ventilatorjem, s prepihom, s pahljačo ali pa tako, da se sami gibljemo v mirujočem zraku. Pri tem mora imeti zrak dostop do kože, da lahko z nje odnaša toploto. Če je zelo vroče, izhlapeva iz kože tudi voda. Koža se pri tem hladi. 2. Zakaj so hladilne naprave v prostorih nameščene pod stropom, radiatorji pa pri tleh? Hladilne naprave pihajo v prostor hladen zrak, ki se v toplem prostoru spušča (ker je gostejši) in pri tem ohlaja okoliški zrak v prostoru. Podobno se topel zrak iz radiatorjev dviguje (ker je redkejši) in na svoji poti navzgor segreva okoliški zrak v prostoru. Oba načina zagotavljata, da so v prostoru čim manjše temperaturne razlike. 3. Če v hladnem zraku izdihujemo, se vidi sapa. Kaj pravzaprav vidimo? Sapa je megla, ki nastane, ko topel in vlažen zrak izdihnemo v hladen zrak (okoli 12 stopinj ali manj). 4. Mravlja in slon skočita v prepad. Kdo preživi skok? Morda veš, zakaj? Preživi mravlja. Na tla prileti z manjšo hitrostjo kot slon. Razlaga je podobna kot za velike in majhne kapljice. Živa bitja sestavlja večinoma voda in imajo vsa približno enako gostoto. Nekaj dodatnih informacij za zelo radovedne: Padalec se, preden odpre padalo, giblje s hitrostjo približno 250 km/h in padca na tla ne bi preživel, če ne bi odprl padala in zmanjšal hitrosti na nekaj metrov na sekundo. Veverica je mnogo manjša od človeka in preživi padec z velike višine. Pri tem ji pomaga velik in košat rep, s katerim poveča upor in pristane na nogah. Žuželke so manjše od sesalcev in imajo zelo močan oklep. Padci na tla zanje niso nevarni, saj zaradi velikosti ne dosežejo nevarno velikih hitrosti. Žuželke se v zraku počutijo podobno, kot bi se potapljač počutil pod vodo, če bi si opasal nekaj uteži preveč. Vleklo bi ga proti dnu, a hitrost, s katero bi se gibal proti dnu, bi bila majhna in zanj nenevarna. Kjer je dim, je tudi ogenj Operativni cilji Spoznajo, da so za gorenje potrebni zrak (kisik), gorivo in dovolj visoka temperatura. Spoznajo snovi, ki nastajajo pri gorenju. Spoznajo nekatere načine gašenja požarov: hlajenje z vodo, omejitev dostopa zraka s peno ali prahom. Didaktična navodila in opozorila 78. Obišči najbližje gasilsko društvo in se pozanimaj, kaj storijo ob prijavi požara. Gasilska društva imajo pogosto vaje, ko razstavijo svoje pripomočke in jih tudi preskušajo. Primerno bi bilo obisk načrtovati med takšno vajo. 79. Opazuj gorenje vžigalice v različnih legah in nariši in napiši, kaj se zgodi v posameznih primerih. Kako moraš držati vžigalico, da hitro pogori, in kako, da pogori počasi? Poskus opravi učitelj v šoli. Vžigalico drži z žico, da se ne opeče in da vžigalica zgori do konca. Plamen je zelo vroč plin, redkejši od okoliškega zraka, in se zato vzpenja. Če je nad njim gorivo, ga segreje, da se vžge. Vžigalica zato zgori mnogo hitreje v pokončni legi, če jo vžgemo spodaj. Če jo vžgemo na vrhu, gori navzdol počasi, saj se navzdol širi toplota le s sevanjem. 60

61 S temi izkušnjami nam ni težko razumeti, zakaj moramo drva ali premog v naloženi peči zakuriti na vrhu, če želimo, da vsebina zgori počasi s čim manj sajami. 80. Napravi model gasilnega aparata na ogljikov dioksid. V kozarec damo čim manj vode, tako da nas ne moti, ko ga nagnemo in iz njega izlijemo nastali plin. CO 2 lahko naredimo tudi v majhni plastenki namesto v kozarcu. V kozarec lahko nalijemo le CO 2, ki ga prej naredimo v balonu, v katerega damo malo vode in zdrobljeno šumečo tableto. Opazujemo napihovanje balona, ko v njem nastaja plin. Nato plin počasi spuščamo iz balona v kozarec in potem s plinom iz kozarca pogasimo svečo. Za zelo radovedne 1. Kako gori sveča, ki jo ponovno prižgeš, ko je že hladna? Stenj je prepojen z voskom. Plamen segreje vosek v stenju tako, da izpareva. Pare voska se vžgejo in v zraku gorijo. Ko na svečo pihamo, shladimo vosek v stenju. Če ga premočno shladimo, plamen ugasne, ker ni zadosti voskovih par. Ko prižgemo svečo, sprva pogori vosek v stenju, ki ga je malo in ga plamen hitro segreje. Potem se mora stenj napojiti iz voska, ki ga okoli stenja stali plamen, kar pa traja nekaj časa. Zato plamen sprva malo uplahni in se potem spet poveča. Poskus dobro uspe z večjo svečo z debelim stenjem. Pojav je še bolj izrazit, če je vosek mrzel, ker traja dalj časa, da ga plamen stali. Naloge za ponavljanje 1. Nastajajo v naravi požari, ki jih ni povzročil človek? Kako tak požar nastane? Učenci poizvedujejo in domnevajo, kako bi lahko nastal ogenj v naravi. Najprivlačnejši je način, ko strela udari v suho drevo in se to vžge. 2. Zakaj ima sveča stenj? V stenju se vosek segreje in iz njega izpareva. Pare se zmešajo z zrakom in tvorijo vnetljivo mešanico. 3. Zakaj sveča ugasne, če vanjo pihnemo? S pihanjem shladimo vosek in izparevanje se zmanjša. Plamen brez zadostne količine goriva ugasne. 4. Zakaj žareče oglje močneje zažari, če vanj pihamo? Če pihamo v žareče oglje, dovajamo kisik, ki je potreben za gorenje, in gorenje postane živahnejše. Zato oglje močneje zagori. Informacije za zelo radovedne: Oglje je podobno kot goba prepredeno z mnogo majhnimi, med seboj povezanimi porami. Tli na površju in v globini, kamor prihaja zrak po ozkih porah. Ko nanj pihamo, potiskamo zrak v pore, zato še močneje žari. Pore so zelo ozke in zrak po njih potuje počasi, tako da oglja ne shladi preveč. Oglje ne gori s plamenom, ker pri segrevanju ne nastajajo pare. Spajanje kisika z ogljikom poteka na žareči površini oglja. S pihanjem na oglje dosežemo tako visoke temperature, da lahko z žarečim ogljem zmehčamo železo. 61

62 Čist in onesnažen zrak Operativni cilji Ugotovijo onesnaženje zraka s trdnimi delci. Opredelijo glavne lokalne onesnaževalce zraka. Spoznajo ukrepe za čistejši zrak. Kritično vrednotijo odnos ljudi do onesnaževanja zraka. Utemeljijo pomen čiščenja zraka in zračnih filtrov. Spoznajo, kaj je dim. Spoznajo lišaje kot biološke kazalce čistega zraka. Razvijejo odgovoren odnos do okolja. Vedo, kako deluje dimnik. V mestih je zrak mnogo bolj onesnažen s prašnimi delci kot na podeželju in v bližini gozdov. V gozdu je zrak tudi do tisočkrat čistejši kot v nekaterih večjih polindustrijskih mestih v Sloveniji. V enem litru gozdnega zraka je od 500 do največ 2000 prašnih delcev, medtem ko je v enem litru mestnega zraka vsaj delcev prahu. Mestni parki in drevoredi nimajo dovolj površine (listov, stebel), da bi z njimi znatno prispevali k odstranjevanju prašnih delcev. Trideset let star kostanj, javor ali po skupni površini listov in stebel primerljivo drevo v enem letu zadrži 200 kilogramov prahu, plinov in aerosola. Gozd pa ima poleg tega pomembno razkuževalno vlogo. En hektar kleka, vednozelenega grma s ploščatimi poganjki in majhnimi olesenelimi storži, letno sprosti v atmosfero 30 kg baktericidov (strupov za bakterije), kar bi bilo dovolj, da bi sterilizirali majhno mesto. Raziskave so pokazale, da je v 1 m 3 mešanega gozda okoli 50 mikrobov. Na mestnih ulicah je zaradi odsotnosti naravnih baktericidov okoli mikrobov, v kakšnem nakupovalnem središču pa tudi do desetkrat več. Gozd ima poleg pomembne čistilne vloge tudi druge blagodejne vplive na okolje. Absorbira hrup in veže atmosferski CO 2 v lesno biomaso ter je zatočišče mnogim živalskim vrstam. Zato se moramo truditi, da bo delež zelenih površin na urbanih območjih vse večji. Lišaji Lišaj je steljčnica. Steljko sestavljata gliva in alga ali gliva in cepljivka. Alga in gliva živita v sožitju ali simbiozi. Stopnja simbioze je različna, od idealnega sožitja do parazitizma. Večinoma so alge ali cepljivke v lišaju tiste, ki same proizvajajo organske snovi s fotosintezo. Te organske snovi dobijo tudi glive. Glive pa črpajo iz okolja vodo in mineralne snovi. Večino lišajev v Sloveniji gradijo glive zaprtotrosnice, v manjši meri plesnivke, prostotrosnice ali druge skupine gliv. Med algami so najpogostejše zelene alge. Zunanji videz steljke lišaja je odvisen od glive. Skorjasti lišaji so tisti, katerih steljka tvori skorjo, to je prevleko na podlagi, in se s hifami vrašča vanjo po vsej površini. Spodnja povrhnjica praviloma manjka, zato so hife gliv v tako tesni zvezi s podlago, da je lišaj mogoče odstraniti le hkrati z njo. Listasti lišaji imajo steljko zgrajeno v obliki lista. Na podlago so pritrjeni z valovito površino spodnje povrhnjice ali rizinami. S podlage jih lahko odluščimo. Grmičasti lišaji imajo grmičasto, lasasto ali bradato steljko. Na podlago so pritrjeni s pritrjevalno ploščico. Obstoj in razširjenost lišajev sta odvisna od svetlobe, temperature, vlažnosti zraka, podlage in kakovosti zraka ter kemijskih in fizikalnih lastnosti drevesne skorje. Lišaji rastejo zelo počasi in dosegajo veliko starost. Skorjasti lišaji so najbolj odporni proti onesnaženemu zraku, listasti manj in grmičasti najmanj. Te razlike povzroča način preskrbe lišajev z vodo in minerali. Grmičasti lišaji so glede tega najbolj odvisni od kakovosti zraka, listasti manj in skorjasti najmanj. Skorjasti in listasti lišaji so v tesnejšem stiku s podlago, na kateri rastejo. Iz nje črpajo večji del vode z mineralnimi snovmi, zato so manj odvisni od preskrbe iz zraka in s tem od njegove onesnaženosti. Podlaga precej nevtralizira ali vsaj omili vpliv škodljivih snovi, ki onesnažujejo zrak. 62

63 Didaktična navodila in opozorila 81. Kako deluje dimnik? Poskus razlaga delovanje dimnika. Zahteva nekaj več časa in zbranosti, da ugotovimo način gorenja in pot, po kateri se pretakajo plini. Zato najprej napravimo poskus z vrečko in svečami. Kaj bi bilo treba storiti, da bi se vrečka dvignila? Vrečka bi se dvignila, če bi zrak bolj segreli. Zato lahko pod vrečko dodamo še nekaj svečk in poskus ponovimo. Paziti moramo, da se vrečka ne vžge. Če jo oplazi plamen, se skrči in se tako oddalji od plamena. Kadar se vžge, lahko vroča plastika na koži povzroči opekline. Poskus naj izvede učitelj! Zdaj napravimo dimnik. Aluminijaste folije so različnih debelin, zato za poskus raje uporabimo dvojno folijo, če se nam zdi, da valj iz ene plasti folije ne bi mogel stati pokonci. Širina dimnika naj bo tolikšna, da zlahka objame dve čajni svečki, zato odrežemo dovolj dolg kos alufolije. Če bomo naredili dimnik iz dvojne plasti folije, naj bo dolg vsaj pet širin tega lista. Ko model dimnika pokrijemo z roko, začutimo dvigajoči se vroč zrak. Opazimo, da svečki malo slabše gorita, ugasneta pa ne. Če hočemo preprečiti dostop zraka skozi reže na spodnjem robu, postavimo svečki na raven plitev krožnik, v katerem je nekaj milimetrov vode, ki pokrije špranje. Ker plamen popolnoma ne ugasne, sklepamo, da skozi reže med prsti ne uhaja le vroč zrak, ampak v dimnik prihaja tudi nekaj svežega zraka. Če dimnik pokrijemo s kosom papirja, svečki kmalu ugasneta. Če s papirjem ne pokrijemo cele odprtine dimnika, ogenj gori slabše, a ne ugasne. S takimi poskusi ugotovimo, da lahko ogenj gori tudi pod dovolj širokim dimnikom, čeprav mu od spodaj ne dovajamo zraka. Tako gori v kmečki peči (učbenik str. 78), ker je dimnik dovolj širok, da skozenj odtekajo dimni plini in priteka svež zrak. Ko na spodnjem delu dimnika izrežemo odprtini, opazimo, da skoznju piha zrak. To ugotovimo, ker se upogiba plamen sveče, ki je bliže odprtini. Dimnik bolje vleče zrak skozi odprtino, če je zrak v njem bolj vroč. Zato dimnike pogosto izolirajo, da se dimni plini v njih ne shladijo preveč. 82. Razišči, kako deluje elektrofilter. Plastično ravnilo in drugi plastični predmeti (glavnik) se z drgnjenjem naelektrijo in privlačijo majhne papirčke in prah. Če naelektreno plastiko približamo tankemu curku vode, se tudi tok vode približa plastiki. Na televizijskem zaslonu opazimo dosti prahu, ki se je nanj dobro prijel. Ko vklopimo sprejemnik, se zaslon naelektri (privlači papirčke), zato privlači tudi prašne delce in je nekakšen elektrofilter za prah. 83. Kako deluje suhi filter za prašne Predlog delce? letne Na filtrirnem papirju se naberejo prašni delci, ki se pogosto po barvi razlikujejo od papirja, zato jih lahko opazimo. S takimi poskusi lahko približno določimo vsebnost prahu v zraku med meritvijo. Zavedati se moramo, da sesalnik v prostoru dviguje prah, ki se potem useda na filtrirni papir. tematske 1. Kaj se dogaja pri dihanju, kadar se zadržuješ v prašnem prostoru? Naloge za ponavljanje Prah se iz vdihanega zraka odlaga v sluzi na stenah vlažnih dihalnih poti. Nekaj prahu se odloži v nosni votlini, nekaj pa ga vstopi tudi v pljuča. Sluz, ki prestreza prašne delce v pljučnih dihalnih poteh, potiskajo posebne celice z dlačicami navzgor proti žrelu, in tako čistijo dihalne poti. Sluz iz nosu in iz pljučnih dihalnih poti se tako skupaj s prahom zbira v žrelu. Sluz pogoltnemo ali izpljunemo, in tako nenehno skrbimo za čistočo dihalnih poti. priprave Filtriranje pri dihanju je še najbolj podobno mokremu filtru pri motorjih z notranjim izgorevanjem. Tam filter menjavamo na daljše časovne intervale, pri dihanju pa se filter sproti čisti. za pouk 63

64

65 Predlog Zemlja letne tematske priprave za pouk

66 Zemlja Iz prsti poganjajo rastline Operativni cilji Opazijo različne sestavine v prsti. Opazijo različne barve in zrnatosti prsti. Vedo, da je prst vrhnja plast tal, ki vsebuje razkrojene rastlinske in živalske ostanke. Spoznajo pomen sestave prsti za rast rastlin. Opazujejo različne vrste prsti in ugotavljajo razlike med njimi. Razločujejo prsti po barvi, zrnatosti, zračnosti, po sestavi, neprepustnosti in prepustnosti za vodo. Spoznavajo vrste prsti glede na okolje. Razložijo, kako razkrojevalci prispevajo k nastajanju rodovitne prsti. Spoznajo pomen razkrojevalcev pri kroženju snovi v naravi. Sklepajo o posledicah v naravi, če je premalo razkrojevalcev ali preveč odmrlih bitij. Spoznajo glavne onesnaževalce prsti. Ugotovijo, kako onesnažena voda, odpadna olja in tekoča goriva onesnažujejo prst. Vedo, da lahko pride do onesnaženja prsti pri poplavah. Ugotovijo vzrok onesnaženosti prsti ob avtomobilskih cestah. Spoznajo posledice škropljenja vrtnin in poljščin. Prst Tla so sestavljena iz treh slojev: sloja z organskimi ostanki, sloja, kjer se mešajo organske in neorganske snovi, in sloja, kjer razpada matična kamnina. Vrhnji sloj vsebuje organske ostanke, sledita sloj razkrojevanja in humusni sloj. Talne ali edafske živali naseljujejo vse sloje tal. V zgornjem sloju je dovolj hrane, prostora za bivanje, dovolj kisika in primerna vlažnost, zato je številčnost živali in pestrost živalskih vrst največja. Z globino se življenjske razmere slabšajo, zato je živih bitij čedalje manj. Organske snovi v tleh so vir energije za talne živali in tu poteka mineralizacija organskih snovi. Nekatere talne živali se hranijo z listi. S čeljustmi jih zdrobijo v drobce mikrometrskih velikosti. Čim manjša je žival, tem temeljiteje razdrobi liste. Iztrebki talnih živali so vir hrane talnih bakterij in gliv, ki nadaljujejo razgradnjo organskih snovi v neorganske. Humus ali prhlina je organska snov, ki nastaja pri procesu razkrajanja odmrlih organizmov. Humus je vir hranilnih snovi za rastline. Vanj se veže pesek, zato so tla grudičasta, to pa omogoča, da se v njih zadržujejo voda, mineralne snovi in zrak. Roženaste pršice Roženaste pršice uvrščamo med pajkovce. Živijo po vsem svetu. Zrastejo od 0,1 do 3 mm. Telo ni razdeljeno na regije, zadek je tesno zrasel z glavoprsjem, členjene so noge. Ustni deli so prilagojeni za grizenje ali prebadanje in sesanje. Roženaste pršice se hranijo z odmrlimi deli rastlin in živali v prsti, z bakterijami, z glivami in njihovimi trosi. Navadna striga Navadne strige uvrščamo med stonoge. Živijo po vsem svetu. Telo je podolgovato, iz glave in enakomerno členjenega trupa, na vsakem členu trupa je po en par nog. Aktivne so ponoči. Podnevi se zadržujejo pod kamni ali pod skorjo podrtih dreves. So plenilci. Navadne strige ponoči največkrat plenijo deževnike in ličinke žuželk. Evropski krt Evropski krti s sprednjimi nogami, ki so razširjene v obliki lopate, v prst kopljejo podzemne rove. Rovi so dolgi od 30 do 120 metrov, nekaj centimetrov do enega metra v globino. Krt se v rovu lahko premika tudi nazaj ali pa se obrne. V njem shranjuje hrano. Krt ima majhne oči, ki so občutljive za svetlobo. Nima uhljev, 66

67 sluhovod zapre s kožno gubo. Zelo dobro sliši. Ima kratek in gost kožuh, ki je na otip kot žamet. Rep je kratek. Po vsem telesu ima eimerjeve organe, ki so občutljivi za dotik. Hrani se največ z deževniki in ličinkami žuželk. Skakači Skakače (Collembola) uvrščamo med nekrilate žuželke. Živijo po vsem svetu. Veliki so od 0,3 do 5 mm. Večina ima na zadku vilicam podobno skakalno napravo (furko), vendar njihovo skakanje ni usmerjeno. Večinoma živijo v tleh, hranijo se z odmrlimi deli rastlin in živali. So zelo pomembni pri nastajanju humusa. Glive Glive so heterotrofne. Lahko so gniloživke, kadar se hranijo z odmrlimi organskimi snovmi, mikorizne, v sožitju z rastlinami, ali pa zajedavke, ko izkoriščajo snovi celic, na katerih zajedajo. Delimo jih na glive sluzavke in prave glive. Glive se razmnožujejo s trosi. Steljka je v obliki dolgih niti, to so glivine hife. Preplet hif sestavlja podgobje ali micelij. Nekatere glive tvorijo strukture za razmnoževanje, plodišča, ki jih imenujemo tudi gobe. Uspevajo lahko v temi. Večina pravih gliv ima steljko, zgrajeno iz številnih nitk, ki jih imenujemo hife in se med seboj prepletajo v podgobje ali micelij. Glive delimo na nižje glive ali plesnivke in višje glive, kamor štejemo zaprtotrosnice in prostotrosnice. Bakterije v tleh Bakterije v tleh so velike od 2 do 8 tisočink milimetra. Njihova zgradba je preprosta, nimajo z membrano obdanega jedra. Večina bakterij je heterotrofnih. V ugodnih življenjskih razmerah se hitro razmnožujejo, v neugodnih pa ustvarijo odporne spore. Bakterije imajo pri kroženju snovi v naravi pomembno vlogo. V procesih gnitja in trohnenja razkrajajo organske snovi v neorganske. Tako sodelujejo pri nastanku prsti. Kot razkrojevalci so zato pomemben člen v prehranjevalni verigi. Vrste prsti Prst je eno najdragocenejših naravnih bogastev na svetu. Razlikujemo stara in nova mlada tla. Mlade oblike tal so navadno bolj rodovitne kot stare oblike tal, ker vsebujejo večino neorganskih snovi, ki so bile v prvotni matični kamnini. Rodovitna tla nastajajo tam, kjer močne naravne sile povzročijo zelo hitro preperevanje kamnin. Na rodovitnost tal močno vpliva tudi podnebje ter krajevno rastlinstvo in živalstvo. Razvoj prsti je tako odvisen od sestave matične kamnine, podnebja in rastlinske odeje. Vrste tal se razlikujejo tudi po vodnatosti, ker prepuščajo in zadržujejo različno količino deževnice. Rjava tla so značilna za listopadne gozdove v zmernem pasu. Na površini tal je sloj zmerno kislega humusa. Na barvo prsti vpliva sestava matične kamnine. Onesnaževanje prsti Prst se onesnaži na zelo različne načine. Z odmetavanjem odpadkov naravo in s tem tudi prst močno onesnažujemo. Plastične vrečke, pločevinke in različna plastika potrebujejo za razgradnjo različno veliko časa, prav tako papir. Prst onesnažujemo s prevelikimi količinami neorganskih gnojil, ki poškodujejo naravne strukture v njej. Onesnažujejo jo tudi odplake iz tovarn, komunalne odplake, poplave onesnaženih rek, ki s seboj nosijo škodljive snovi. Kisel dež vsebuje škodljive snovi, ki dolgoročno povzročajo onesnaževanje. Nevarna so tudi razlitja različnih škodljivih snovi iz cistern. Didaktična navodila in opozorila Učenci naj prst naberejo v okolici šole in svojega doma. Med seboj naj primerjajo različne prsti. Poskus usedanja različnih delov prsti v kozarcu in vodi je zelo zanimiv in zelo motivira učence. Skozi igro s prstjo se bodo veliko naučili. S prstjo, listjem in opadom naberejo tudi talne živali. Lahko jih prinesejo v učilnico, še bolje pa je, če jih opazujejo v naravnem okolju. Postavite lahko živolovko, to je plastičen kozarec, do vrha zakopan v prst. Vanj položite košček usmrajenega mesa in mah ter ga prekrijete z drevesno skorjo, da v kozarec ne pada dež. Vanj bodo padle živali tal, ki jih bo privabil vonj po mesu. V mah se bodo lahko skrile, ker so nekatere plenilci, druge pa plen. Past je treba vsako jutro pregledati. Živali si oglejte in jih izpustite nazaj v naravo. 67

68 Tudi preizkus prodiranja vode skozi različne vrste prsti je zelo zanimiv za učence. Pomembno je, da je v eni prsti res veliko gline in v drugi veliko peska. Lahko pa učenci naredijo tudi vmesne mešanice gline, prsti in peska ter ugotavljajo prodiranje vode skozi različne mešanice. Po preizkusu prodiranja vode lahko nekatere prsti onesnažijo z jedilnim oljem in preizkušajo, ali voda lahko olje spere iz prsti ali ne in zakaj ne. Pri tem se lahko pogovarjate tudi o tem, kako bi v naravi očistili onesnaženo prst in kako snovi, ki prst onesnažijo, vplivajo na podtalnico. Učenci lahko izdelajo razstavo različnih vrst prsti in poskusov, ki so jih naredili. 88. V prsti sta tudi glina in pesek. Kako to vpliva na lastnosti prsti? Pri gojenju rastlin v razredu se bodo učenci veliko naučili o teh rastlinah in njihovih potrebah. Pri tem boste lahko uresničili veliko učnih ciljev. Pomembno pa je, da učenci sami skrbijo za svoje rastline, da jih opazujejo in sami presajajo. Kako prodira voda skozi plastenko, v kateri je veliko gline? Plast gline je neprepustna za vodo. V prsti, kjer je veliko gline, voda prenika počasi. Kako prodira voda skozi plastenko, v kateri je veliko peska? V prsti, kjer je veliko peska, voda hitro prodira skozi prst. Učim se učiti 1. Kako prst vpliva na nabrekanje in kaljenje semen? Za nabrekanje in kaljenje je zelo pomembna količina vode v prsti. Mlade rastline pa bodo najbolje uspevale v prsti za lončnice, ki vsebuje najboljšo mešanico vseh snovi, ki jo rastline potrebujejo za rast. Kaj vse potrebujejo semena za kalitev? Semena za kalitev potrebujejo vodo, svetlobo, kisik iz zraka in toploto. Strokovna literatura Meta Virant-Doberlet, Leksikon živalstvo, CZ 1997 Halina Hluszyk, Alina Stankiewicz, Slovar ekologije, DZS 1998 Družinska enciklopedija - narava, MK 1992 Odvisni drug od drugega Operativni cilji Zvedo, da so v živih bitjih nakopičene energija in hranilne snovi. Ugotovijo medsebojno odvisnost živih bitij v naravi. Sestavijo nekaj prehranjevalnih verig v gozdu, mlaki in na travniku. Spoznajo pojem proizvajalcev in potrošnikov v naravi. Ugotovijo, da so organizmi iste vrste lahko hrana različnim živalim. Ugotovijo, da vrsta s pestrejšo prehrano laže preživi. Spoznajo pomen prepletanja prehranjevalnih verig za ravnovesje v naravi. Vsako živo bitje potrebuje stalen dotok snovi in energije, da uravnava izgube presnove, rast in razmnoževanje. Poznamo dva načina sprejemanja snovi in energije: avtotrofni in heterotrofni način. Avtotrofni način uporabljajo zelene rastline, ki s fotosintezo izkoriščajo sončno energijo, da iz neorganskih snovi izdelajo organske snovi. Vir ogljika za izdelavo organskih snovi je ogljikov dioksid CO 2. Avtotrofne so tudi nekatere bakterije. Heterotrofne so vse živali, večina bakterij, glive in nekatere gniloživke ter zajedavke med višjimi rastlinami (rjava gnezdovnica), ki za prehrano potrebujejo energetsko bogate organske proizvode avtotrofnih organizmov. 68

69 Združbe živih bitij so med seboj povezani avtotrofni in heterotrofni organizmi. Skozi prehranjevalne verige prehajajo organske snovi in z njimi vezana energija od organizma do organizma. S smrtjo živega bitja in njenim razkrojem organske snovi prehajajo v neorganske. Iz teh avtotrofni organizmi naredijo organske snovi in kroženje snovi se nadaljuje. Vsako živo bitje sprejema snovi, jih uporabi in znova odda v okolje. Snovi krožijo. Med živimi bitji nastanejo različne soodvisnosti, kar se kaže v pestrosti prehranjevalnega spleta. Na podlagi prehranjevalnega spleta lahko ugotovimo, s čim se neka vrsta hrani in katere vrste so njeni plenilci. V naravnih ekosistemih sestavljajo živi organizmi številne prehranjevalne verige in zapletene prehranjevalne splete. Čim bolj je ekosistem razvit, tem bolj zapleten je prehranjevalni splet. Prehranjevalne verige kažejo, katero živo bitje je hrana drugemu. Rastlina ali žival je navadno vključena v več prehranjevalnih verig. Tako se živa bitja različnih prehranjevalnih verig povezujejo v prehranjevalne splete. Iz prehranjevalne piramide je razvidno, da postajajo porabniki od dna proti vrhu piramide vse večji, a vse manj številčni; gosenica poje liste in nekaj energije iz listov porabi. Zato ostane za ptico pevko, ki poje gosenico, manj energije. Ptica pevka mora pojesti več gosenic, da dobi dovolj energije. Več ptic pevk pa je hrana samo enemu kragulju, ki je na vrhu prehranjevalne piramide. Proizvajalci Proizvajalci so zelene rastline, ker si same proizvajajo organske, hranilne snovi. Te ob pomoči sončne svetlobe proizvajajo v procesu fotosinteze iz neorganskih snovi vode in ogljikovega dioksida. Potrošniki Potrošniki so vse živali, s človekom vred. Ne morejo si sami proizvesti hranilnih snovi, temveč jih dobijo iz rastlin ali živali. Zato se imenujejo potrošniki. Razkrojevalci Razkrojevalci so mnoge glive in bakterije, ker se hranijo z odmrlimi bitji in organske snovi razkrajajo v neorganske. Pomembne so, ker odstranjujejo odmrle živali in rastline ter iz njih sproščajo snovi, ki prenikajo v prst in jo ohranjajo rodovitno. Beloprsi jež Beloprsi jež je razširjen v vzhodni Evropi. Živi v listnatih gozdovih, na robu gozda, jasah, vrtovih in v parkih. Je samotar, aktiven v mraku in ponoči. Dan prespi skrit med koreninami, pod listjem ali kupom vej. Zimo prespi v luknjah pod zemljo. Pri tem se mu upočasnijo vse življenjske funkcije. Ohladi se na 6 C. Preživi lahko zaradi zalog maščobe, ki se mu poleti in jeseni naberejo pod kožo. Živi lahko do 8 let. Ima dolg, vedno vlažen nos, dobro voha in tipa. Tudi sliši dobro, vidi pa slabo. Ima kratek rep. V naravi prevladujejo eno leto stari ježi, ker jih veliko pogine na cestah, zaradi plenilcev in bolezni. Jež pleni deževnike, polže, žuželke, jajca, miši, ptiče, žabe in kače. Včasih se hrani tudi s sočnimi plodovi. V obrambi se zvije v klobčič in naperi bodice, ki se začnejo na čelu, varujejo mu hrbet in boke. Bodic je do Na hrbtu ima močno mišičasto plast, ki mu omogoča, da se zvije v kroglo. Na trebušni strani ima mehke dlake. Bodice so v naravi precej učinkovita obramba. Koale Koale so razširjene na vzhodu Avstralije. Uvrščamo jih v družino vrečarjev. Hranijo se samo z listi evkalipta. Evkalipt je bil nekoč najbolj razširjeno drevo v Avstraliji. Njegovi listi vsebujejo strupene snovi, zato se z njimi prehranjujejo le redke živali. Želodci koal so se prilagodili strupenim snovem in koalina jetra jih nevtralizirajo. Koale tehtajo do devet kilogramov, toda na dan pojejo skoraj kilogram in pol hrane. Listi evkalipta niso zelo hranljivi, zato koale potrebujejo veliko količino listja, da dobijo dovolj energije. Bakterije v koalinem črevesju spremenijo usnjate liste v hranilne snovi. Ker pojedo toliko hrane, potrebujejo veliko prostora. Ljudje so uničili 80 odstotkov gozdov, v katerih so nekoč živele koale. Preostali evkaliptovi gozdovi med seboj niso povezani. Med njimi so ceste, naselja in obdelovalne površine. Posledica tega je, da se je njihovo število močno zmanjšalo. Pred letom 1788 je bilo v Avstraliji deset milijonov koal. Takrat so se na to celino začeli priseljevati Evropejci. Avstralija je za zaščito koal ustanovila zavarovana območja. Nekaj koal so preselili tudi na manj naseljena območja, kjer so oblikovale nove kolonije. 69

70 Didaktična navodila in opozorila Iz narave lahko prinesete nekaj mresta. Vzemite ga tam, kjer ga je veliko. V vodi iz mlake, ki jo po potrebi zamenjate, lahko vzgojite paglavce do majhnih žab, ki jih nato izpustite nazaj v naravo. Če imate dovolj veliko količino vode in malo jajčec ter akvarijske razmere (filter, dodajate kisik, vodne rastline, ne preveč hrane), vode ni treba menjati. Paglavce hranite s kosmiči za ribe. Majhne žabe pa se hranijo z žuželkami. Ob tem se bodo učenci naučili, kakšne so življenjske potrebe dvoživke, njen razvoj, način prehrane in prostor v prehranjevalnem spletu. Učenci lahko izdelajo različne plakate na temo povezanosti živih bitij. Vsak učenec lahko izdela eno prehranjevalno verigo, v učilnici pa jih skušajte sestaviti v prehranjevalni splet živih bitij. Izdelajo lahko plakat o proizvajalcih, posebnega o potrošnikih in razkrojevalcih. Plakati so lahko tudi na temo plenilci, plen, rastlinojedci in mesojedci. V učilnici lahko nato naredite razstavo plakatov. 91. S čim se prehranjujejo pajki? Pajki so plenilci. Na različne načine lovijo predvsem žuželke, s katerimi se prehranjujejo. Kaj bi se zgodilo, če bi kobilico, ki jo pajek ujame, rešili iz pajčevine? Na svetu je veliko več kobilic kot pajkov, ki se z njimi prehranjujejo. Ko bi kobilico rešili iz mreže, bi močno poškodovali pajkovo mrežo. Pajek bi jo moral splesti na novo, da bi lahko ujel nov plen. Če bi to storili večkrat, bi mu zmanjkalo hrane in poginil bi od lakote. Naloge za ponavljanje 1. Kaj misliš, katera vrsta lažje preživi v naravnem okolju, tista, ki se hrani s pestro hrano, ali tista, ki se hrani z eno vrsto hrane? Nekatere živali so zelo specializirane glede na vrsto hrane. Tako se koale prehranjujejo samo z listi evkalipta. Včasih so v Avstraliji rasli obsežni gozdovi in koale niso imele težav pri prehranjevanju. Danes pa je človek izsekal in uničil veliko večino evkaliptovih gozdov, zato so koale na robu preživetja. V tem primeru bi imele več možnosti, če bi se hranile z bolj raznovrstno hrano. Strokovna literatura Halina Hluszyk, Alina Stankiewicz, Slovar ekologije, DZS 1998 Družinska enciklopedija - narava, MK 1992 Hrana Operativni cilji Primerjajo količino hrane, ki jo dnevno potrebujejo različno velika živa bitja. Primerjajo jedilnik človeka in živali ter ugotavljajo, katere sestavine vsebuje hrana. Poznajo živali, ki so rastlinojedci, mesojedci, plenilci, zajedavci. Po videzu ocenijo, ali je žival plenilec ali ne. Sklepajo o vzrokih in posledicah podhranjenosti ter prehranjenosti. Razumejo pomen pestre in uravnovešene prehrane za zdravje in rast. Vedo, da je zdravo jesti 4-6 obrokov čez dan. Znajo si pripraviti različne vrste hrane. Razvrstijo živila v skupine po izvoru. Vedo, kaj je zdrava prehrana in kaj k njej sodi. Spoznajo pomen razkosanja in žvečenja hrane. Spoznajo pomen mešanja s slino in drugimi prebavnimi sokovi. Zvedo, da se snovi skozi prebavila spreminjajo. 70

71 Primerjajo položaj človeka v prehranjevalnih verigah, če je lovec in nabiralec oziroma poljedelec in živinorejec. Poznajo najbolj značilne kulturne rastline in domače živali naših krajev. Ugotovijo manjšo pestrost življenja na obdelanih površinah kot v prosti naravi. Naštejejo posode in prostore za shranjevanje različnih snovi: kapljevin, trdnih teles, plinov. Poznajo pomen embalaže za shranjevanje predmetov in snovi ter jo vrednotijo z ekološkega stališča. Hrana Hrano potrebujemo za rast in obnovo, daje nam energijo in kakovostna hrana nam ohranja zdravje. Hrana vsebuje mešanico različnih snovi, med njimi beljakovine, ogljikove hidrate, maščobe, vitamine in minerale ter vodo. Med ogljikove hidrate uvrščamo sladkorje in škrob, dajejo nam energijo. Beljakovine so gradbene snovi telesa. Maščobe nam dajejo energijo, v njih so raztopljeni nekateri vitamini in minerali. Potrebujemo tudi balastne snovi, to so snovi, ki jih ne moremo prebaviti, preprečujejo pa zaprtje in čistijo črevesje. Vitamine in minerale potrebujemo za zdravo kožo in dlesni, za močne kosti in zobe, za tvorbo krvnih celic in drugo. Uravnotežena prehrana je tista, ki vsebuje ravno pravo količino različnih snovi, ki jo telo potrebuje v enem dnevu. Če poješ preveč, se rediš, če poješ premalo, pa hujšaš. Vsak dan moramo pojesti čim več svežega sadja in zelenjave. Hrana je po izvoru lahko rastlinska ali živalska. Šimpanz Šimpanz je med vsemi živalmi človeku najbolj soroden. V naravi so šimpanzi razširjeni v zahodni in osrednji Afriki, do nadmorske višine 2000 m. Njihovi življenjski okolji sta tropski deževni gozd in ravninska savana. Živijo v skupinah od 15 do 120 članov. Obvladujejo od 10 do 50 km 2. Podnevi se navadno zadržujejo na tleh, noč pa prespijo v gnezdih na drevesih, ki si jih zgradijo iz vej in listja. Imajo dolge roke in čokato telo. Po obrazih in telesih se med seboj razlikujejo tako kot ljudje. Hodijo po vseh štirih, opirajo se na členke rok. Hranijo se z zrelim sadjem in mladim listjem. Občasno v sušnem obdobju iščejo semena, cvetje, mehki stržen vej, šiške, rastlinske smole, lubje. Njihovi zobje so prilagojeni na prehrano s sadjem. Meljaki so ploščati, vendar manjši kot pri gorili, ki je izključno rastlinojeda. Šimpanzi so sadjejedi, ker je sadje njihova glavna hrana. Za prehranjevanje porabijo štiri ure na dan. Na dan pojedo do 20 različnih rastlin, v enem letu do 300. Hrano pojedo tam, kjer jo najdejo. Najejo se na enem mestu, nato počivajo. 5 % hrane je po izvoru živalske. Samice pobirajo socialne žuželke (mravlje in termite) in gosenice. Samci občasno lovijo mlade pavijane, mladiče prašičev in antilop. Šimpanzi so v naravi močno ogroženi. V naravi jih je od do Včasih so ljudje po vsem svetu lovili živali v gozdovih in se z njimi prehranjevali. Vendar v zadnjih nekaj desetletjih pobijajo prostoživeče živali zaradi dobičkonosne trgovine, in tako živalim grozi izumrtje. To se dogaja v Afriki, Južni Ameriki in Indomaleziji. V zahodni in osrednji Afriki prinaša ta trgovina bilijon dolarjev na leto. V ekvatorialni Afriki pobijejo milijon ton živali vsako leto. Če se bo lov nadaljeval, čez 20 let ne bo več šimpanzov, goril in drugih živali v naravi. V afriških tropskih gozdovih je bilo pobitih toliko živali, da biologi govorijo o sindromu praznega gozda. Človek je v zadnjih nekaj desetletjih izsekal gozd in naredil ceste globoko v tropski gozd ter s tem divjim lovcem olajšal dostop do prostoživečih živali in trga, kjer jih prodajajo. Danes pobijajo s strojnicami in živali nimajo možnosti pobega. Ta način lova se močno razlikuje od tradicionalnega. Veliko več ljudi živi v velikih mestih, vendar zaradi tradicionalnih razlogov uživajo dušeno meso goščave, ker verjamejo, da dobiš nadnaravno moč, če ješ meso šimpanzov in goril. Veliko ogroženih živali je v Afriki zaščitenih z zakonom, toda zakoni se ne izvajajo. Gams V Sloveniji gamsi naseljujejo hribovje alpskega in predalpskega sveta. Živijo v odprtih skalnatih predelih nad gozdno mejo in v gozdovih. Na obeh straneh glave imajo od oči do konca nosu temno progo. Samec in samica imata na čelu roglje, ki so smolnato črni, spodaj ravni, na vrhu pa zakrivljeni. Pozimi imajo gamsi dolgo in gosto dlako, poleti pa krajšo in redkejšo. So družabne živali. Trop samic z mladiči je ločen od tropa odraslih samcev. Gamsi so rastlinojedi. Večinoma se hranijo s travami in zelišči, v zimskem času pa objedajo iglavce. 71

72 Pegasta sova Pegasta sova je v Sloveniji splošno razširjena, vendar povsod zelo redka. Živi v odprtih pokrajinah s parki, vrtovi, sadovnjaki, v vaseh in manjših mestih. Dan prespi v temačnih delih stavb, zvonikov, stolpov in razvalin, redkokdaj v gozdu. Lovi izključno ponoči. Je stalnica, v hladnih zimah se pomakne proti jugu. Veliko glavo lahko obrne za 270 stopinj in s tem poveča vidno polje. Velike oči so usmerjene naprej. Roženica je močno izbočena, zato oko ponoči ujame vsak žarek svetlobe. V popolni temi tudi sova ne vidi. Zenica je velika. Oči obdajajo drobna peresa v obliki pahljače. Zaznava najrahlejši zvok. V lobanji imata slušni odprtini različen položaj in kot, tako bolje določi smer zvoka. Kljun je močan in zakrivljen. Let je neslišen, ker imajo letalna peresa na robovih resaste izrastke. S kremplji zgrabi plen. Pegasta sova je plenilec in mesojedec. Pleni predvsem poljske miši in rovke pa tudi vrabce, žuželke, polhe in podgane. Neprebavljive dele plena (kosti, kožo in dlako) izbljuva. Izbljuvki so kroglaste oblike. V Sloveniji jo po kategoriji ogroženosti uvrščamo med prizadete vrste, zato je zavarovana z zakonom. Indijski slon Indijski sloni so razširjeni v Indiji, Maleziji, Indoneziji in v južnem delu Kitajske. Živijo v nižinskih tropskih deževnih gozdovih, gorskih deževnih listopadnih gozdovih in travnatih pokrajinah. So družabni, živijo skupaj (samci, samice in mladiči) v čredah, ki štejejo približno 30 živali. Aktivni so predvsem podnevi. Vodi jih največji in najmočnejši samec, ki ima tudi največ izkušenj. Pri hoji skozi gozd uporabljajo slonje steze, ki so široke in mehke, posute z listjem, vejami in iztrebki. Sloni se radi škropijo z rečnim blatom in se v njem tudi povaljajo. To jim kožo ohladi. V gube za ušesi si pihajo pesek, nato pa kožo podrgnejo ob drevo, in tako se znebijo zajedavcev. Radi počivajo v senci. Sloni se med seboj razlikujejo po obrazih, uhljih in telesih. Živijo lahko 60 in več let. Tehtajo do 5000 kg. Slon ima debelo podplatno blazino, ki ublaži težo telesa. Na glavi ima velike uhlje, majhne oči in trobec, ki je nekakšen nos in roka hkrati. Trobec je zelo mišičast in okreten. Z njim lahko slon zamahne levo, desno, navzgor in navzdol, ovije različne predmete in jih prenaša. Lahko utrga list z veje ali pobere zrno s tal, nosi hrano v usta, se popraska po očeh ali uhlju. Zajame do 100 litrov vode in jo nese v usta ali pa se poškropi. S trobcem zrak vdihne, z njim si pomaga pri tipanju in vohanju. Z njim tudi trobi in se sporazumeva z drugimi sloni na velike razdalje. Nekaterih slonjih zvokov človek ne sliši. Slonova okla sta zgornja sekalca, ki se nenehno obnavljata. Okli iz zobovine (slonovine) so značilni za samce indijskega slona. So različno dolgi, tehtajo lahko do 50 kg. Z njimi odženejo tekmeca, lomijo drevje, da pridejo do listja, in z debel lupijo skorjo, ki jo imajo zelo radi. V vsaki četrtini čeljusti imajo po en meljak z zelo veliko površino in številnimi prečnimi skleninskimi gubami. Z njim drobijo hrano. Ko se meljak obrabi, se za njim pojavi nov, ki izrine starega. To se zgodi šestkrat v slonovem življenju. Sloni se v naravi hranijo z listjem, semeni, vejami, mladikami in travami, za kar porabijo večji del dneva. Na dan pojedo do 150 kg različne hrane. So rastlinojedi. V naravi je slon ogrožen. Populacije so stabilne le v narodnih parkih, povsod drugod številčnost upada, ker človek uničuje njihovo naravno okolje. Kulturne rastline Med rastlinami v naravi je človek v zgodovini iskal tiste, s katerimi se je prehranjeval. Pozneje je ugotovil, da mu je lažje, če te rastline nasadi v okolici svojega doma. Iz prsti je odstranil vse preostale rastline in gojil samo določene. Skrbel je, da so imele čim boljše življenjske razmere. Zalival jih je, jih varoval pred škodljivci in vremenskimi vplivi ter v prst dodajal snovi, ki so jih potrebovale. Razvile so se kulturne rastline. Pšenica Pšenico uvrščamo med trave. Je ena najstarejših kulturnih rastlin. Izvira iz Male Azije, Bližnjega vzhoda in severne Afrike. Pred 5000 leti so jo gojili ob Tigrisu, Evfratu in Nilu. V višino zraste do en meter, ima ozke, vzporedno žilnate liste. Cvetovi so združeni v klas. Pšenica je vetrocvetka. V vsaki plodnici se razvije en plod, pšenično zrno. Ječmen Ječmen uvrščamo med trave. Uspeva lahko tudi v revni prsti hribovskih predelov. Iz njega pridelamo ješprenj. 72

73 Krompir Krompir je v naravi razširjen v Južni Ameriki. V Evropo so ga prinesli v 17. stoletju. Uvrščamo ga v družino razhudnikovk. V zemlji ima močno razrasle korenine. Na podzemnih steblih zrastejo gomolji, v katerih se nabira rezervna hrana, predvsem v obliki škroba. Listi so zeleni, sestavljeni iz več lističev. Krompir oprašujejo žuželke. Plod je za ljudi strupena jagoda. Zelje Zelje so gojili že stari Grki in Rimljani. Najpogosteje gojimo glavnato zelje. Ljudje uživamo liste in odebeljena stebla. Vinska trta Vinsko trto so gojili že Rimljani. V naravi raste v kavkaških gozdovih. Danes jo gojimo zaradi okusnih plodov. Vinska trta je olesenela plezalka. Listi so tri- do petkrpni. Nekateri listi so v obliki vitic, s katerimi se oprime rastline, po kateri se vzpenja. Cvetovi so združeni v grozdasta socvetja. Pelod prenašajo žuželke. Jablana Iz divje jablane ali lesnike, ki raste v naših gozdovih, je človek razvil številne sorte jablan. Jablana je drevo, cveti v maju. Oprašujejo jo žuželke. Plod je pečkat, imenujemo ga jabolko. Jabolka vsebujejo veliko sadnih kislin, ki pospešujejo prebavo. Domače živali V zgodovini je človek lovil prostoživeče živali v naravnem okolju. Prav tako kot za rastline je ugotovil, da jih lahko nekaj časa goji v bližini naselij, in si tako zagotovi hrano za dni, ko je ulov slabši. Umetna selekcija domačih živali je potekala podobno kot selekcija v naravi, le da je človek izbiral živali s tistimi lastnostmi, ki so mu najbolj koristile, in je paril le te. Umetna selekcija je odvisna od potreb in želja ljudi, ne pa od prilagojenosti živali okolju kot pri naravni selekciji. S selekcijo so ljudje vzgojili številne pasme domačih živali. Kratkorogo govedo Prednik kratkorogega goveda je evropski tur. V Evropi je živel od pliocena. Udomačitev je potekala 3000 let pr. n. št. v osrednji in južni Aziji. Zadnji predstavnik v naravi je poginil na Poljskem leta Z vzvratnim križanjem so vzgojili fenotipsko zelo podobne ture v živalskih vrtovih. V naravo so jih izpustili na Poljskem. Bohinjska cika je avtohtona pasma kratkorogega goveda v Sloveniji. Je temno rjave barve z velikimi belimi lisami. Je nezahtevna in odporna. Pri nas se je ohranila v Bohinju in ponekod po planinah. Brejost traja 9 mesecev. Skoti 1 do 2 mladiča. Življenjska doba je do 22 let. Pasmo gojijo za proizvodnjo mesa in mleka. Domača kokoš Prednik domače kokoši je kokoš bankiva, ki je razširjena v vzhodni Indiji, Burmi, na Tajskem in Sumatri. Človek jo je udomačil 2500 let pr. n. št. v severni Indiji. Domačo kokoš človek goji zaradi jajc in mesa, nekatere pasme za boje in nekatere za okras. Štajerska kokoš je slovenska pasma kokoši. Domača ovca Prednika domače ovce sta evropski muflon, ki je bil prvotno razširjen na Sardiniji in Korziki, in ovca argali, ki je razširjena v Aziji. Je največja prostoživeča ovca. Tehta do 230 kg. Človek jo je udomačil 6000 let pr. n. št. v osrednji Aziji, Mali Aziji in južni Evropi. Bovška ovca je slovenska avtohtona pasma. Človek jo goji zaradi mleka, mesa in volne. Je majhna, trdoživa in zelo mlečna pasma, nezahtevna in odporna. V dobi laktacije daje okoli 230 kg mleka. Tehta od 45 do 55 kg. Njena volna je srednje kakovosti. Prevladujejo ovce bele barve, nekaj je črnih, lisastih in sivih. Istrski osel Domači osli so se razvili iz prostoživečega nubijskega osla (Equus asinus africanus), ki je razširjen v Egiptu in Etiopiji (je manjši in sive barve), ter somalijskega osla (Equus asinus somaliensis), ki je razširjen v srednji Afriki (je rdečkasto rjav, večji in močnejši). Osla je človek udomačil 6000 let pr. n. št. v Egiptu. 73

74 Istrski osel je razširjen v Sredozemlju. Je krepak in trpežen. Spolno dozori pri dveh letih. Po nekaterih podatkih dočaka 100 let. Pes Psa je človek udomačil let pr. n. št. v Evropi in Ameriki iz volka. Prvotno so pse gojili za lov in obrambo ter zaradi kožuha in mesa, nato za čuvaje in ovčarje. Danes jih uporabljamo za reševanje ljudi, odkrivanje mamil, vodnike za slepe, športne pse in kot družabnike. Kraški ovčar je slovenska avtohtona pasma psa. Je umirjen, bister, dobrodušen, po potrebi tudi oster in zelo navezan na gospodarja. Je ovčarski pes in dober čuvaj. Konj Domači konji izvirajo iz mongolskih divjih stepskih konj, ki so včasih živeli v osrednji Aziji. Vrsta je v naravi izumrla, ohranila pa se je v živalskih vrtovih, kjer so jo vzrejali in znova naselili v naravno okolje. Konja je človek udomačil 5000 let pr. n. št. v zahodni Aziji in Iranu. Domači kunec Kunca so udomačili v Španiji pred 3100 leti. Razvil se je iz evropskega divjega kunca, ki je razširjen po srednji in zahodni Evropi. Aktiven je predvsem ponoči in živi v kolonijah. Domačega kunca človek goji zaradi mesa, krzna in volne. Kunec ima štirikrat na leto do 12 mladičev. Skotijo se goli in slepi. Živijo 8 do 10 let. Evropskim divjim kuncem je sorodna vrsta poljski zajec. Shranjevanje snovi Snovi nenehno potujejo. Na svoji poti pa se včasih tudi ustavijo. V hiše človek kar naprej kaj prinaša in odnaša, nekatere reči pa shrani in jih uporabi pozneje. Prostori in posode za shranjevanje so zelo različni. Odvisni so od agregatnega stanja snovi in njene količine. Tudi smeti shranjujemo. Ker na Zemlji vse bolj primanjkuje prostora in ker so nekatere snovi za okolje nevarne, človek čedalje skrbneje ravna z odpadki. V Sloveniji se je začelo uveljavljati ločeno zbiranje odpadkov zato, da bi jih pozneje lahko znova uporabili. Didaktična priporočila Na roditeljskem sestanku spodbujajte starše, naj jim otroci pomagajo pri kuhanju. V tem obdobju radi kuhajo, zato se tudi hitro učijo. Na temo zdrave hrane lahko priredite poseben dan v šoli in nanj povabite tudi starše. Skupaj lahko pripravite zdrave zajtrke in malice. Če je mogoče, lahko v učilnici za gospodinjstvo tudi skuhate kosilo. Če vam pri tem pomagajo starši, je tudi učitelju lažje pri organizaciji takega dneva. Živali, ki jih gojite v učilnici, in živali, ki jih imajo učenci doma, naj opazujejo pri hranjenju. Zapišejo si lahko, koliko hrane poje posamezna žival v enem dnevu in katere. Pri tem lahko ugotovijo tudi, katero hrano ima določena žival najraje. 74

75 100. Poveži snovi in prostore ter posode, v katerih se jih shranjuje. 50 kilogramov krompirja vreča 2000 litrov mleka cisterna 2000 litrov vode cisterna gasilskega avtomobila kisle kumarice kozarec za vlaganje 1 liter mleka tetrapak 10 kg butana jeklenka 10 kilogramov jabolk zabojček seno bala Naloge za ponavljanje 10. Zakaj nekatere odpadke zbiramo ločeno? Da bi jih lahko znova uporabili. Strokovna literatura Meta Virant-Doberlet, Leksikon živalstvo, CZ 1997 Halina Hluszyk, Alina Stankiewicz, Slovar ekologije, DZS 1998 Družinska enciklopedija - Narava, MK 1992 Skrb za zdravje Operativni cilji Nadgradijo zavedanje za lastno odgovornost do zdravja (varno sončenje, poškodbe, higiena...). Spoznajo, da lahko nekatere bolezni in poškodbe preprečimo sami z odgovornim ravnanjem. Ugotovijo, da je zasvojenost z alkoholom ali mamili bolezen, ki ima telesne, duševne in socialne posledice, ter da je zasvojenost laže preprečevati kot zdraviti. Za zdravje svojega telesa smo sami odgovorni. Za njega skrbimo z zdravo prehrano in pitjem zadostnih količin sveže vode. Pazimo, da se ne prenajedamo. Skrbimo za higieno zob in vsega telesa. Pri tem smo pozorni, katere preparate za nego in v kakšni količini uporabljamo. Hodimo v naravo, kjer se nadihamo svežega zraka. Pri športnih aktivnostih poskrbimo za svoje zdravje in preprečimo poškodbe z dodatno opremo in odgovornim ravnanjem. Oprema so lahko čelade, ščitniki za zapestja, kolena, roke in hrbet Dodatna oprema je odvisna od vrsta športa. Zavedati se moramo, da oprema močno zmanjša možnosti poškodb. Za dobro telesno počutje je rekreacija odločilnega pomena. Ljudje smo narejeni za gibanje, hojo in tek. Zelo nevarno za naše zdravje je, kadar se zasedimo za računalnikom in pred televizorjem. Poskrbimo za prijetno družbo sorodnikov in prijateljev, da se pri tem sprostimo in zabavamo. Pomembno je, da se naučimo prepoznati svoje probleme in se jih naučimo reševati. Proti stresu si lahko pomagamo s telesno aktivnostjo, glasbo, obiskom narave ali meditacijo. Pomembno je, da v želji, da bi bili člani določene 75

76 skupine, ne pozabimo na svoje sposobnosti sprejemanja odgovornih in smiselnih odločitev v zvezi s svojim zdravjem in življenjem. Kot posamezniki imamo pravico reči ne. Zato nismo mevže, nasprotno to kaže, da se nismo pripravljeni spustiti v tveganja, ki ogrožajo naše zdravje, ki nas pripeljejo v navzkriž z zakoni in ki nam uničijo priložnosti za prihodnost. Droge Psihoaktivne substance ali droge so snovi, ki primarno vplivajo na delovanje osrednjega živčnega sistema in tako vplivajo na delovanje možganov, spremenijo zaznavanje, počutje, zavest in vedenje. Uporabljajo se z namenom zabave, za verske obrede, za povečevanje umskih zmogljivosti in v terapevtske namene pri zdravljenju. Psihoaktivne droge se pogosto zlorablja, saj povzročijo spremembe v zavesti ali počutju, ki so pogosto prijetne ali pa omogočajo večjo zbranost. Zloraba pomeni, da se droge uporabljajo v prekomernih količinah in za drugačen namen od prvotnega, pri tem pa uporabniki zanemarjajo tveganje in negativne posledice. Kot posledica zlorabe se zato lahko pojavi fizična in psihična odvisnost, spremembe v delovanju možganov in ostalih organov. Zaradi možnosti zlorabe je veliko psihoaktivnih drog prepovedanih ali pa je njihova uporaba in prodaja drugače omejena. Dovoljene droge so kofein, tobak, alkohol, kava in čaj. Tobak V večini držav je dovoljena droga, z določenimi omejitvami, predvsem starostnimi. Tobak povzroča odvisnost, vsebuje nikotin. Tobak je posušeno listje istoimenske rastline. Nahaja se v obliki cigaret, cigar, ali tobaka za pipo. Kajenje povzroča bolezni dihal, srca in ožilja, pogosto tudi v obliki rakastih obolenj. Alkohol V večini držav je dovoljena droga, z določenimi omejitvami, predvsem starostnimi. Alkohol povzroča odvisnost. V manjših količinah alkohol deluje tako, da se človek sprosti. V večjih količinah vodi v pijanost in izgubo nadzora. Prevelika količina alkohola povzroča slabost, glavobol, tresenje... Nedovoljene droge pa so: 1. Naravne droge (opij, konoplja) Kanabis V večini držav je z zakonom prepovedana droga, ki pa je najbolj v uporabi. Kanabis pridobivajo iz konoplje in jo proizvajajo v treh oblikah: 1. Marihuana je posušena in tobaku podobna snov za kajenje. 2. Hašiš je v obliki prahu za vdihavanje. 3. Hašiševo olje je v tekoči obliki. V manjših količinah povzroča lahkomiselnost, pretirano samozaupanje z veselim razpoloženjem. Lahko pa se pojavi hud strah, celo panika. V večjih odmerkih povzroča slabost, bruhanje in drisko. Pri pogosti uporabi se razvijejo odvisnost, brezvoljnost ter težave pri koncentraciji in učenju. 2. Polsintetične droge (heroin, kokain) Heroin Z zakonom prepovedana droga, ki vodi v močno odvisnost. Heroin pridobivajo iz opija, nahaja se v obliki rjavkastega praška. Uživalci ga vdihavajo ali pa vbrizgavajo direktno v kri. Pri prvih odmerkih občutijo silno ugodje, kasneje pa temu ni več tako. Vendar če ga ne uživajo več, nastopijo hudi odtegnitveni znaki, v obliki slabega počutja, utrujenosti, močnih bolečin in bruhanja. Pri vbrizgavanju prihaja do vnetij in prenosa nalezljivih bolezni. Preveliki odmerki povzročijo smrt. 76 Naravoslovje in tehnika 5 priroënik

77 Kokain Z zakonom prepovedana droga, katere uživanje vodi v odvisnost. Kokain je močno poživilo v obliki rahlega belega praška. Povzroča boljšo dejavnost, lahko pa tudi napadalnost. Uporaba poškoduje sluznice in vohalne celice v nosu. Povzroči nevarno izgubo telesne teže in moteno delovanje srca. 3. Sintetične droge (LSD, amfetamini, ekstazi) LSD Z zakonom prepovedana droga, ki povzroča odvisnost. Nahaja se v obliki vtiskov, majhnih tablet in želatinastih kvadratkov. Uživalci imajo privide, so zmedeni in ranljivi. Povzroča nihanje v razpoloženju in znake, ki so podobni različnim duševnim boleznim ali pa duševne bolezni sproži. Ekstazi Z zakonom prepovedana droga, ki povzroča lažne občutke povezanosti med ljudmi. Nahaja se v obliki belih in sivih tablet ali v obliki pisanih kapsul. Pri uživanju gre za občutek velike energije, povzroča pa potenje, suha usta, napete čeljusti in visok krvni tlak, pa tudi slabost in negotovost. Velika je možnost prevelike izgube vode v telesu, okvare jeter in ledvic ter posledično smrti. Pri večkratni uporabi se pojavijo tesnoba, depresija, strah in nespečnost. 4. Posebne droge pa so tudi topila. Mednje prištevamo lake, lepila, bencin in razredčila, katerih hlape nekateri vdihavajo. Vdihavanje povzroči občutek ugodja in omotičnosti, stranski učinki pa so slabost, bruhanje, utrujenost in glavobol. Vdihavanje lahko povzroči smrt zaradi zadušitve z izbljuvki ali zaradi pomanjkanja kisika v telesu. Kakšna je razlika med rabo in zlorabo drog? Milčinski je predlagal, da se uporablja beseda raba drog takrat, ko uporaba droge ne zmoti funkcioniranja človeškega organizma niti duševne dejavnosti niti ne vedenja v škodo človekove družbene veljave. Beseda zloraba drog pa naj opisuje dejanje, ko občasna količina droge in okoliščine, v katerih je človek drogo zaužil, povzroči, da so človekove organizemske in/ali duševne funkcije ter njegovo družbeno vedenje, očitno, čeprav le začasno, zmoteni. Za boljše razumevanje je navedel primer zlorabe alkohola. Vsaka pijanost je lahko zloraba droge. Pijan človek izgubi fizično in psihično ravnovesje in v povezavi s tem ponavadi zanemari tudi svoje družbene obveznosti. Torej, četudi lahko po taki pijanosti posameznik dolgo ostane abstinent in brez opaznih bioloških, psiholoških in socialnih posledic, je prišlo do zlorabe alkohola (Milčinski 1986: 13). Vendar kadar kdo omeni zasvojenost, pomislimo ponavadi le na drogo. Toda ljudje smo lahko odvisni tudi od hrane, televizije, iger na srečo, računalniških igric, športa. Vsaka zasvojenost se začne z željo po ugodju! Vsakdo od nas si želi, da bi se počutil in se imel kar najboljše in najlepše. Večina zna sama zadovoljiti te potrebe. Nekateri se radi dobro najedo in napijejo, drugi ne morejo brez dela, brez računalnika ali televizije, spet tretji morajo vsako soboto v disko ali na izlet, četrti ne zmorejo brez praškov proti bolečinam ali pa sprostitve, ki jo pričarata nikotin in alkohol. Pri nekaterih ljudeh je vse to le nekakšen konjiček in to tako tudi ostane, pri drugih pa se sprevrže v nezadržno potrebo in postanejo od tega odvisni. Naravoslovje in tehnika 5 priroënik 77

78 Didaktična navodila in opozorila V razred lahko povabite motorista ali športnika, ki je postal invalid zaradi nesreče ali svojega neodgovornega ravnanja pri športu ali vožnji z motorjem. Učencem lahko pove svojo zgodbo in tudi pot okrevanja in sprejemanja svoje invalidnosti. Za razliko od ostalih tem, kjer je zelo pomembna osebna izkušnja učenca ali pa, da učitelj podaja temo iz svoje izkušnje, pa to pri poglavju o drogah ni možno, saj uživanje drog vodi v zasvojenost. Predlagam, da v razred povabite nekoga, ki se je ozdravil od alkohola ali od drog, da učencem pove svojo zgodbo. Če bo to mlajša oseba, bo zato toliko bolj prepričljiva za učence. Preden povabite to osebo, pa o tem obvestite starše na predhodnem roditeljskem sestanku. Dodatne ideje za popestritev pouka Učenci lahko izdelajo plakat ali predstavitev na temo Skrb za zdravje. Povedo svoje osebne izkušnje in svoje»odvisnosti«. Predstavijo lahko športe, s katerimi se ukvarjajo in povedo, kako pri športu poskrbijo za svojo varnost pred poškodbami in s tem za zdravje. Obiščete lahko bolnike na terapijah v ustreznih ustanovah, jim pripravite predstavo ali zapojete, se družite z njimi in tako na neprisiljen način spoznavate njihove zgodbe. Pri temi o drogah je pomembno, da se z učenci veliko pogovarjate. Tudi učenci te starosti so se morda že srečali z odvrženimi iglami, preprodajalci mamil in zasvojenimi osebami. Strokovna literatura Marija Merljak, Mojca Koman, Zdravje je naša odločitev, Prešernova družba 2008 Alojz Ihan, Imunski sistem in odpornost, MK 2000 Janko Štifter, Spremenimo samega sebe in spremenili bomo svet, Pogovorno motivacijsko informativno združenje Človeška toplina 2005 Andrej Kastelic, Marija Mikulan, Mladostnik in droga, Domus 1999 Vladimir Auer, Droge in odvisnost, Ibidem 2001 Wolfgang Harm in dr., Moj otrok se drogira, Debora 1997 Matjaž Jager, Pogovori o drogah, Revija za kriminalistiko in kriminologijo, št. 2, l Andreja Hočevar, O drogah drugače, PEF, Inštitut za raziskave in razvoj Utrip 2006 Pete Sanders in Steve Myers, Droge, DZS 2001 Narava se spreminja tudi zaradi človeka Operativni cilji Ugotovijo, da človek s svojimi dejavnostmi nenehno posega v naravno okolje in ga spreminja. Spoznajo pomen trajnostnega razvoja. Indijanski poglavar Seattle je rekel:»zemlja ne pripada človeku, pač pa človek pripada Zemlji.«Človeško poseganje v naravno okolje Največjo grožnjo naravnim habitatom ter vsem živim organizmom predstavlja človek, ki krči in na različne načine uničuje naravna okolja ter vnaša tujerodne rastlinske in živalske vrste. Vnesene tujerodne vrste včasih lahko preživijo v tujem okolju. Takrat predstavljajo grožnjo za domorodno rastlinstvo in živalstvo. Če je nova vrsta plenilec, domorodne vrste običajno nimajo obrambe pred njo in počasi izumrejo. Kadar ni plenilec, pa vnesene vrste tekmujejo z domorodnimi za hrano in jih s tem prav tako ogrožajo (npr. vnesena vrsta vodna želva rdečevratka na Ljubljanskem barju ogroža domorodno močvirsko sklednico). 78 Naravoslovje in tehnika 5 priroënik

79 Človek krči naravna okolja za naselja, kmetijstvo, industrijo in promet. Okolja onesnažujemo z vnašanjem škodljivih elementov, s katerimi rušimo naravno funkcioniranje ekosistemov in ogrožamo žive organizme v njih. Onesnažujemo na tri načine: kopičimo snovi, ki se v okolju ne razkrojijo (npr. težke kovine), vnašamo strupene snovi (npr. insekticide) in dodajamo preveliko količino hranilnih snovi (npr. mineralna gnojila). Onesnažujemo tako tla, vode in zrak. Onesnaževanje našega planeta je tudi radioaktivno, zvočno, toplotno in električno. Svetovna zveza za varstvo narave IUCN je bila ustanovljena leta 1948 v Švici. Njeno poslanstvo je vplivati, spodbujati in pomagati družbam po vsem svetu ohraniti celovitost in raznovrstnost narave ter zagotoviti, da je kakršnakoli raba naravnih virov pravična in trajnostna. V okviru IUCN deluje šest komisij in edinstveno omrežje več kot 8000 strokovnjakov, ki prostovoljno sodelujejo pri obravnavanju določene problematike ali pa se vključujejo v različne projekte. Te komisije so: Komisija za zavarovana območja, Komisija za ohranitev vrst, Komisija za izobraževanje in komunikacijo, Komisija za okoljsko pravo, Komisija za upravljanje z ekosistemi, Komisija za okoljsko, ekonomsko in socialno politiko. IUCN pomaga pri ustanavljanju zavarovanih območij. Kategorije zavarovanih območij so: Strogi naravni rezervat je območje, zavarovano predvsem za znanstveno raziskovanje. Naravno območje je območje, zavarovano predvsem za ohranjanje naravnega stanja. Narodni park je območje, zavarovano predvsem za ohranjanje ekosistemov in za rekreacijo. Naravni spomenik je območje, zavarovano predvsem za ohranjanje izjemnih naravnih pojavov. Zavarovani habitati rastlinskih in živalskih vrst so območja, ki jih ohranjamo z določeno rabo za ohranjanje določenih ogroženih rastlinskih/živalskih vrst oz. habitatnih tipov. Zavarovana krajina je območje, zavarovano za ohranjanje krajine in za rekreacijo. Zavarovana območja naravnih virov so zavarovana območja, v katerih je z upravljanjem zagotovljena trajnostna raba naravnih virov. Slovenija je članica IUCN od leta Vanjo je včlanjena Agencija Republike Slovenije za okolje kot vladna agencija. Poleg tega je Društvo za opazovanje in proučevanje ptic Slovenije polnopravni partner zveze Bird Life International, ki za IUCN presoja varstveni status ptic. Trajnostni razvoj je zamisel o razvoju človeške družbe, pri katerem bi se izognili nevarnosti, ki jih povzroča osredotočenje na količinski materialni razvoj z izčrpavanjem naravnih virov in onesnaževanjem okolja. S trajnostnim razvojem naj bi se tudi ohranjala biološka raznovrstnost. Krovni pojem trajnostnega razvoja obsega še več drugih vidikov, ne nazadnje tudi možnosti razvoja vsakega človeka ali združbe, če ne škoduje drugim. Veliko je definicij trajnostnega razvoja. Najpogosteje uporabljena definicija je iz poročila komisije Brundtlandove (Gro Harlem Brundtland, norveške političarke) iz leta 1987: Trajnostni razvoj zadovoljuje potrebe sedanjega človeškega rodu, ne da bi ogrozili možnosti prihodnjih rodov, da zadovoljijo svoje potrebe. Pri trajnostnem razvoju gre za način gospodarskega in socialnega razvoja ter za varstvo okolja, da se ohrani čim višja biotska raznovrstnost. Vseskozi pa potekajo trenja med osredotočenjem na človeka in po drugi strani na osredotočenost na naravo. Biotska raznovrstnost je raznolikost življenja na Zemlji. Vroča točka ali točka zgostitve je območje z velikim številom vrst, predvsem endemitov. Endemit je vrsta, ki živi samo na določenem območju in nikjer drugje na svetu. V Sloveniji so znanstveniki odkrili različnih vrst živih organizmov, verjetno pa jih živi med in Od tega je 850 živalskih in 22 rastlinskih vrst endemitov. Med njimi prevladujejo talne živali, od katerih jih okoli 300 različnih vrst živi v kraškem podzemlju. V Sloveniji imamo najmanj 2000 različnih naravnih ekosistemov. Bogastvo vrst Slovenije prikažemo kot število vrst na določeni površini. Če primerjamo Slovenijo z Evropo, je Slovenija najbogatejša po številu različnih vrst na površino. Zato pravimo, da je vroča točka Evrope. Nekateri Naravoslovje in tehnika 5 priroënik 79

80 znanstveniki jo imenujejo kar biotski park Evrope. Na to smo lahko ponosni in si moramo prizadevati za ohranitev našega naravnega bogastva. Vzroki za takšno raznolikost so številni. Slovenija je zelo raznolika po kamninski sestavi tal, zato so se razvili zelo različni tipi prsti. Slovenija ima tudi zelo razgibano površje od ravnih do nižin, visokogorskih planot in vršacev. Od tega je odvisno tudi podnebje, ki je ponekod sredozemsko, alpsko ali pa celinsko z vsemi prehodi. Velik del Slovenije se razprostira pod površjem. To je kraško podzemlje, v katerem so do sedaj odkrili več kot jam. Vse to je vplivalo na razvoj in veliko raznolikost živega sveta v Sloveniji. Na žalost smo tudi v Sloveniji povzročili, da so nekatere vrste izumrle. Izumiranje vrst se začne kot zmanjševanje števila živali določene vrste, ki privede do izumrtja. Vrste so izumirale tudi v preteklosti, vendar pa se je v zadnjem času hitrost izumiranja zaradi vplivov človeka povečala. Človek uničuje naravna okolja, vnaša vrste, ki prvotno tam niso živele, ter lovi živali. Ponosni smo lahko na naravna bogastva Slovenije, številčno rastlinstvo in živalstvo ter pestra naravna okolja. Vendar vse to ni samo po sebi umevno. Prizadevati si moramo k varovanju narave v najširšem pomenu besede. Ohranjanje rastlin in živali ter njihovega naravnega okolja je naša dolžnost. Živi organizmi so sestavni del tega okolja in kot taki zelo pomembni. Če ohranimo naravno okolje, da bodo v njem preživele rastline in živali, ga bomo ohranili tudi za nas, ljudi. Didaktična navodila in opozorila Učence spodbujamo, da opazujejo dogajanja v naravi in spremembe v okolici doma in šole. Učenci naj poiščejo rastline in živali, ki so se prilagodile na življenje v urbanem okolju. Učence spodbujamo, da se vključijo v eno od organizacij, ki s svojim delom skušajo zaščititi ogrožene vrste in njihovo življenjsko okolje. Dodatne ideje za popestritev pouka Razmislite in izračunajte, koliko vode porabite, ko se tuširate ali kadar se kopate? Kdaj močneje onesnažujete okolje: ko se vozite z avtom ali kadar kolesarite? Ugotovite, koliko smeti se v enem tednu nabere v vsaki družini? Učenci naj razmislijo, kaj lahko storijo za zmanjšanje količine smeti doma. Ali jih razvrščajo, odlagajo v posebne smetnjake in s tem prispevajo k ločevanju odpadkov in ponovni uporabi? Spodbujajte jih, da razmislijo o stvareh, ki jih ne potrebujejo več in so še uporabne, komu bi koristile in naj jih komu podarijo. To so lahko premajhna oblačila, igrače, knjige, učbeniki Strokovna literatura Branka Hlad in Peter Skoberne (ur.), Pregled stanja biotske raznovrstnosti in krajinske pestrosti v Sloveniji, MOP 2001 Boris Kryštufek, Osnove varstvene biologije, Tehniška založba Slovenije 1999 Narcis Mršić, Biotska raznovrstnost v Sloveniji, MOP 1997 Franc Bračko in dr., Mednarodno pomembna območja za ptice v Sloveniji, DOPPS 2000 Boštjan Anko, Varstvo naravne in kulturne dediščine v gozdu in gozdarstvu, BF, VTOZD za gozdarstvo 1988 Janez Bizjak in Martin Šolar (ur.), Dvajset let pozneje: 20 let zakona o Triglavskem narodnem parku, Javni zavod TNP 2001 Revija Varstvo narave 80 Naravoslovje in tehnika 5 priroënik

81 Kako gre lažje Operativni cilji Vedo, da stroj sestavljajo pogonski, prenosni del ter orodje, vse pa povezuje ohišje. Spoznajo različne načine prenašanja gibanja. Opazujejo sestavine gonil, jih poimenujejo. Opišejo in predstavijo njihovo vlogo. Stroji, vozila in naprave imajo za premikanje vgrajene dele, ki omogočijo gibanje oziroma prenos gibanja z enega dela stroja na drug del. Dele, ki prenašajo gibanje, imenujemo gonila. Po obliki in načinu prenosa razlikujemo verižna, jermenska in zobniška gonila. Pri verižnem in jermenskem gonilu sta vrtilna elementa (verižna zobnika pri verižnem in jermenici pri jermenskem gonilu) povezana z vlečnim elementom. Pri verižnem gonilu je to veriga, pri jermenskem pa jermen. S tema goniloma spreminjamo le hitrost vrtenja. V napravah, strojih in vozilih, kjer potrebujemo poleg spremembe hitrosti tudi spremembo smeri vrtenja, so zobniška gonila. Ta imajo le dva vrtilna elementa zobnika. Zobnik je strojni element, ki ima kolo z ozobljenim vencem. Zobnika, ki sestavljata zobniški pogon, imenujemo zobniška ubirna dvojica. Taka dvojica lahko prenaša vrtenje, kadar je prostor med zobmi (vrzel) prvega zobnika ustrezno velik za ubirni zob drugega. Zobniki z valjasto obliko prenašajo vrtenje med vzporednimi gredmi. Za prenašanje vrtenja med sekajočima se gredema uporabijo zobnike stožčaste oblike. Z njimi pretvorijo vrtenje iz ene ravnine v vrtenje v drugi, najpogosteje pravokotni ravnini. Didaktična navodila in opozorila Verižno gonilo je predstavljeno na fotografiji kolesa (učbenik str. 108). Pogonski del sta pedala, prenosni del verižna zobnika in veriga, delovni del pa zadnje kolo. Vsi deli za prenos gibanja so vgrajeni v ohišju ogrodju kolesa. Kolo ima nožni pogon. Če sedeš nanj in ga poženeš, deluje kot vozilo na notranji pogon. Jermensko gonilo je predstavljeno na fotografiji pralnega stroja. Pogonski del je elektromotor, prenosni del sta jermenici in jermen, delovni del pa je pralni boben, v katerega naložimo perilo za pranje. Ohišje stroja je pločevinasta škatla. Jermensko gonilo dopušča podrsavanje, kar je pri pralnem stroju zelo pomembno, saj bi se pri neenakomernih obremenitvah drugo gonilo (na primer verižno) hitro pokvarilo. Zobniško gonilo je prikazano na fotografiji vozička z notranjim pogonom. Na modelu vozička vidimo še jermensko in verižno gonilo. Prenosni del je sestavljen iz elektromotorja in jermenskega gonila. Ta poganja vmesno gred, na kateri sta gnana jermenica in zobnik. Zobnik prenaša vrtenje na drugo gred, kjer sta gnani in pogonski verižni zobnik. Veriga na njem prenaša vrtenje na delovni del, torej na pogonski kolesi vozička. Taka zgradba omogoča spremembo hitrosti in smeri vrtenja (z zobniškim gonilom spreminjamo hitrost in smer vrtenja). Verižno gonilo ne dovoljuje podrsavanja, zato je primerno pri prenosu gibanja v motorjih in štirikolesnikih, kot prikazuje fotografija v učbeniku. Z njim lahko dvigujemo tudi tovor (npr. z viličarjem). Vrtenje verižnega zobnika povzroči premo gibanje verige, na kateri so pritrjene vilice za dviganje in spuščanje tovora. Jermensko gonilo imajo tudi različne žage. Preobremenitev žage na delovnem delu povzroči drsenje jermena, kar zaščiti elektromotor. Podobno kot jermensko gonilo deluje tudi tekoči trak pri blagajni v trgovinah. Zobniško gonilo v žepni uri je izdelano zelo natančno. Prenos vrtenja je točen, zobniki ne podrsavajo. Značilno za zobniško gonilo je, da potrebuje majhen prostor, zato so ohišja strojev, naprav in vozil lahko manjša. Naravoslovje in tehnika 5 priroënik 81

82 Ročni vrtalni stroj je prikazan na fotografiji tako, da vidimo vse sestavne dele. Pogonski del je ročica, prenosni del so zobniki, delovni del pa je vijačni sveder, ki je vpet v vpenjalno glavo. Vsi deli so vgrajeni v ohišje ogrodje vrtalnega stroja. Po opisu fotografij v učbeniku si učenci ogledajo preglednico o gonilih. V njej so fotografije gonil, opisani so njihovi sestavni deli, prikazane so fotografije modelov iz sestavljanke in narisane so sheme s tehniškimi simboli verižnega, jermenskega in zobniškega gonila. S to preglednico si pomagajo pri opisovanju drugih fotografij in modelov, ko jih sestavijo s sestavljankami. Prva zobata kolesa so izdelali iz lesa. Leseno zobniško gonilo, jermenska in verižna gonila si lahko ogledajo v Tehniškem muzeju Slovenije v Bistri pri Vrhniki. Preveri svoje znanje o gonilih 106. Opazuj kolo nekoliko drugače. Previdno obrni kolo in ga postavi na tla razreda na sedež in na krmilo. Ročno poženi pedala. Kaj opaziš? Veriga prenaša vrtenje pogonskega verižnega zobnika na gnani verižni zobnik. Kolo se vrti hitreje, kot vrtimo pedala. V katero smer se vrti zadnje pogonsko kolo? Tako kot pedala ali v nasprotno smer? Pogonsko kolo se vrti v isto smer, kot vrtimo pedala. Kako imenujemo del, ki prenaša vrtenje od pogonskega verižnega zobnika na gnani verižni zobnik? To je veriga. V učbeniku poglej tabelo s podatki o gonilih. Kaj se vrti hitreje, pedala ali pogonsko kolo? Pogonsko kolo se vrti hitreje. Lahko s pedali spremeniš smer vrtenja pogonskega kolesa? Ne. Pogonsko kolo se vrti v isti smeri kot pedala. Če ju ustavimo, se ustavi tudi veriga, pogonsko kolo pa se vrti naprej v isti smeri. Kako lahko spremeniš hitrost vrtenja pogonskega kolesa? Tako, da hitreje poganjaš pedala. Pri sodobnih kolesih lahko prestavimo v višjo prestavo. Pri tem premaknemo verigo na manjši gnani zobnik, ki se bo v istem času zasukal večkrat. To pomeni, da ima večje število vrtljajev, zato se bo pogonsko kolo vrtelo hitreje Preuči delovanje ročnega stepalnika za smetano. Na narisani skici označijo pogonski del (ročica), prenosni del (zobniki), delovni del (metlici) in ogrodje ohišje stepalnika za smetano. Se metlici vrtita enako hitro, kot vrtiš pogonsko ročico? Metlici se vrtita hitreje. Pogonski zobnik je velik, gnani zobnik pa zelo majhen. Ko pogonski zobnik zasučemo enkrat, se gnani zobnik v istem času zasuče večkrat. Se pogonska zobnika vrtita v isto smer kot gnana zobnika? Zobnika v oprijemu se vrtita v nasprotni smeri Opazuj in preuči delovanje igrače. Prinesi v šolo nekaj svojih igrač. Če lahko igračo razstaviš tako, da je ne poškoduješ, jo razstavi, preuči sestavne dele in jih poskusi poimenovati. Na opazovani igrači poišči in opiši: Pogonski del (igrača ima lahko motor na vzmet, vztrajnik, elastiko, elektromotor ali pa jo poganjamo z ročico) Prenosni del (v igračah je najpogosteje zobniško gonilo, redkeje verižno in jermensko gonilo) Gnani del (to so lahko kolesa, zračni vijak, vodni vijak, veslo, ročica...) Ogrodje ali ohišje (vanj so vgrajena gonila) Kako se prenaša gibanje v opazovani igrači? Nariši skico, kako si predstavljaš prenos gibanja v igrači. Skico igrače poenostavijo tako, da narišejo le glavne sestavne dele. Se gnani del igrače giblje hitreje kot pogonski? Igrače, ki jih poganja elektromotor, imajo vgrajena gonila zato, da se gnani deli igrače (kolesa...) gibljejo počasneje kot pogonski del. Pri nekaterih igračah je gibanje gnanega dela lahko tudi hitrejše od pogonskega dela. 82

83 109. Večje količine papirja ali kartona mnogo lažje razrežeš z vzvodnimi škarjami. Kaj misliš, zakaj? A) S šolskimi škarjami prereži trak tankega kartona (širokega približno 10 cm) na dva načina. Na kateri način je lažje rezati? Lažje je rezati tako, da karton potisneš v škarje do vrtišča rezil. B) V tanek karton zareži približno 10 cm dolg rez s tremi različnimi orodji (šolske škarje, šiviljske škarje, vzvodne škarje za papir). S katerim orodjem je najlažje? Najlažje je rezati z vzvodnimi škarjami za papir. C) V povedi prečrtaj napačne besede. Čim krajša je razdalja med ročajem in vrtiščem rezila, tem težje je rezati. Ali: Čim daljša je razdalja med ročajem in vrtiščem rezila, tem lažje je rezati Spoznaj sestavne dele gugalnice. A) V okvirčke vpiši sestavne dele gugalnice. SEDALO NIHAJNI DROG VRTI»E STOJALO C) Preizkusi model gugalnice. Na levi konec gugalnega droga postavi dve kocki, na desni konec pa eno kocko iste velikosti. Kaj opaziš? Gugalnica se nagne na levo. Postavi tri enake kocke na gugalni drog tako, da bo stal v vodoravni legi. Vsota produktov mase kocke in razdalje do vrtišča na levi strani mora biti enaka vsoti produktov mase kocke in razdalje do vrtišča na desni strani. Naloge za ponavljanje 1. Kakšen namen imajo gonila v strojih in napravah? Z gonili v strojih in napravah spreminjamo smer in hitrost gibanja. 2. Kako imenujemo del, ki prenaša vrtenje z enega verižnega zobnika na drugi verižni zobnik? To je veriga. 3. Ali verižno gonilo na kolesu podrsava? Ne. 4. Katero gonilo potrebuje najmanjši prostor? Obkroži pravilni odgovor! Učim se učiti 5. Kdo bo brcnil žogo, če zavrtiš srednji zobnik tako, kot kaže puščica? Žogo bo brcnila deklica. Strokovna literatura: Brenda Walpole, Gibanje, Pomurska založba 1991 Skupina avtorjev, Kako stvari delujejo, MK 2002 Bojan Kraut, Strojniški priročnik, Strojniški vestnik

84

85 Sonce, Predlog zemlja, letne voda, tematske zrak priprave za pouk

86 SONCE, ZEMLJA, VODA, ZRAK Sonce ogreva tla in vodo Operativni cilji Znajo s poskusom dokazati, da se snovi na soncu grejejo, če vpijajo sončno svetlobo. Preizkusijo in vedo, da se temne snovi segrevajo hitreje kot svetle in prozorne. Vedo, da zrak prepušča Sončevo svetlobo. Spoznajo, da se tla bolj ogrejejo, če padejo Sončevi žarki nanje bolj strmo. Vedo, zakaj so prisojni bregovi bolj ogreti kot osojni. Preizkusijo in vedo, da se zrak segreva od tal, voda pa od vrha proti dnu. Preizkusijo, kako se spreminja temperatura zraka z višino in temperatura vode z globino. Urijo spretnost merjenja temperature. Iz poskusov vedo, da se tekočina, ki jo segrevamo pri dnu, meša. Vir toplote na Zemlji in v njeni atmosferi je sevanje Sonca. Energija Sonca, ki jo prestreže Zemlja, je krat večja od svetovne porabe energije. Sonce, ki ima na površini temperaturo 6000 K, seva svetlobo različnih valovnih dolžin. Ko prispe do vrha atmosfere, je energija svetlobe porazdeljena v infrardečem IR (46 %), vidnem (46 %) in ultravijoličnem svetlobnem spektru UV (7 %). Katera in koliko svetlobe pride na vodoravno površino Zemlje, je odvisno od več dejavnikov. Pri prehodu skozi atmosfero se spekter sončnega sevanja spremeni. Na tej poti se večina UV-sevanja pa tudi del vidne svetlobe in IR-sevanja absorbirajo. Na absorpcijo vpliva sestava atmosfere. Ozon absorbira UV-sevanje, ogljikov dioksid, vodna para in ozon (plini tople gredne) pa IR. Zemlja vso prejeto energijo odda v obliki toplotnega sevanja (IR). Ta energijski tok upočasnjujejo in preprečujejo toplogredni plini. Tako je vzpostavljeno termodinamično ravnovesje med Soncem in Zemljo (enako količino energije, ki s Sonca pride na Zemljo, Zemlja odda v vesolje). Zaradi človeške dejavnosti se koncentracija plinov tople grede povečuje. Z višanjem koncentracije toplogrednih plinov v atmosferi se viša povprečna temperatura Zemeljske atmosfere. Čim daljša je pot žarkov skoz atmosfero, tem večja je absorpcija. Ker se čez dan spreminja višina Sonca, se spremeni tudi dolžina poti skozi ozračje. Ob enakonočju je najmanjši vpadni kot na ekvatorju. Sonce je tu opoldan v zenitu. Vpadni kot Sončevih žarkov se veča proti poloma. Toplota, ki jo prejmejo tla, je zato odvisna od zemljepisne širine. Zemlja kroži okoli Sonca. Zaradi nagnjenosti Zemljine osi so kraji, ki imajo opoldne sonce v zenitu, vsak dan bolj severno (od decembra do junija) oziroma bolj južno (od junija do decembra). Pravimo, da se sonce premika proti severnemu oziroma južnemu povratniku. Dolžina poti Sončevih žarkov se spreminja z letnimi časi. Kadar je stran, na kateri živimo, nagnjena proti Soncu, imamo poletje, ker Sončevi žarki padajo bolj strmo. Različne vrste tal Sončevo sevanje različno absorbirajo. Gozdovi, pesek in polja ga absorbirajo močneje kakor sneg ali led, ki večino Sončeve svetlobe odbijata. Prozorne snovi (zrak) svetlobo prepuščajo, zato jih sonce le malo segreje. Zdi se, kot da tanka plast vode prepušča vso svetlobo. Že pri nekaj metrov debeli plasti pa lahko opazimo, da se količina svetlobnega toka razpolovi. V velikih globinah je popolna tema. Vmesna plast vode torej absorbira vso vpadlo svetlobo. Sonce segreva vodo in tla. V atmosferi se večji del sevalnega spektra Sončeve svetlobe siplje (modro nebo). Samo zelo majhen del se absorbira. Zrak segrevajo segreta tla. 86

87 Morje in stoječe celinske vode se segrevajo z vrha. Topla voda zaradi manjše gostote ostane pri vrhu. Stoječa voda se med segrevanjem z vrha ne more mešati. Gibanje vode, ki ga povzročajo vetrovi, omogoča, da se toplota prenese v spodnje plasti vode, vendar le nekaj metrov globoko. Kapljevina se ne meša po vsej globini. Spodnja plast jezera ostaja hladna. Zrak segrevajo segreta tla. Zrak se segreva od spodaj. Topel zrak ima manjšo gostoto in se dviguje. Ko se med dviganjem ohladi na temperaturo okolice, se dviganje konča. Spodaj priteka hladnejši zrak z drugih območij. Ob tleh pride do ponovnega ogrevanja in krog je sklenjen. Pri tem se meša in prenaša toplota. Takšno vertikalno dviganje tople tekočine imenujemo konvekcija. Če se zrak pri dviganju ohladi do temperature rosišča, nastanejo konvektivni (kopasti, kumulusni) oblaki. Če se zrak dviguje še naprej, lahko pride do neviht. Prenos toplote s konvekcijo poteka tudi v bojlerju, zato je grelec vedno spodaj. Če zrak ali voda mirujeta, sta slaba prevodnika toplote. Primeri: segrevanje tekočin z vrha, dvojno zastekljena okna, pletene jopice... Didaktična navodila in opozorila Cilji, ki jih morajo učenci osvojiti v tem poglavju, so zahtevni. Učence spodbujamo k opazovanju in načrtovanju poskusov, s katerimi preverijo svoje hipoteze. Izvedejo naj čim več načrtovanih poskusov Ali Sonce vpliva na življenje na Zemlji? Učenci zapišejo svoja razmišljanja. Postavijo lahko tudi hipotezo, kaj bi se zgodilo na Zemlji, če Sonce ne bi več svetilo Segreva Sonce vse snovi enako? Ko delamo poskus, pri katerem učenci opazujejo spreminjanje temperature obarvane in neobarvane vode, moramo v nevetrovnem vremenu kozarčka položiti na sonce. Med merjenjem naj učenci stojijo tako, da s telesi ne zakrivajo sonca, ki pada na kozarčka. Pod kozarčka lahko damo stiropor ali kakšen drug izolator. S tem preprečimo, da bi se voda segrevala od tal. Vzorčna meritev tega poskusa je narejena v učbeniku. Odgovori so prirejeni tem meritvam. Kolikšna je temperatura obarvane vode in neobarvane vode na začetku poskusa? Začetni temperaturi sta lahko enaki. T = 19 ºC. Za koliko stopinj se je segrela obarvana voda v lončku? Obarvana voda se je segrela za 17 ºC. Za koliko stopinj se je segrela neobarvana voda v lončku? Neobarvana voda se je segrela za 11 ºC. Kakšna voda se je bolj segrela? Bolj se je segrela obarvana voda. Kateri lonček ima temnejšo senco? Temnejšo senco ima lonček z obarvano vodo. Skozi katero vodo gre več svetlobe? Več svetlobe gre skozi neobarvano vodo. Katera voda vpije več svetlobe? Več svetlobe vpije obarvana voda Greje Sonce tudi tla? Kje je topleje? Topleje je na tleh, ki so obsijana s soncem. Zakaj? Osončena tla vpijejo več svetlobe, in se zato močneje segrejejo. Opomba učitelju: Tla, ki niso osončena, vpijajo le sipano svetlobo. 87

88 114. Kje je topleje, pri tleh ali višje v zraku? Podatki iz meritev v učbeniku. Temperatura en centimeter nad tlemi = 12,9 ºC. Temperatura en meter nad tlemi = 11 ºC. Merjenje temperature zraka na dveh različnih višinah je preprost poskus. Razlika v temperaturah bo večja, če bomo meritev izvedli na sončen brezvetrni dan nad suhimi asfaltnimi ali betonskimi tlemi. Poskus lahko izvedemo tudi pozimi na kopnem delu cestišča. Spodnji del slike pobarvajo rdeče, zgornji del pa modro. Obkroži pravilno trditev. b) Sonce segreva tla, tla pa segrevajo zrak, zato je temperatura zraka 1 cm nad tlemi višja kot 1 m od tal Temperatura vode z globino narašča ali pada? Gornja plast vode je pobarvana rdeče, spodnja pa modro Zakaj Sonce najmočneje greje opoldne? Pri merjenju višine pletilke, ki ne meče sence, in dolžine sence navpično postavljene pletilke lahko poskus razdelimo na dva dela. Uporabimo lahko metodo sodelovalnega učenja, ki je zlasti pomembna za dvigovanje samozavesti in motivacije učencev, ki se težje učijo. En učenec dela prvi eksperiment, drugi pa drugega. Ko so meritve narejene, se učenci, ki so delali prvi eksperiment, zberejo v skupine. Primerjajo rezultate in narišejo graf. Enako naredijo učenci, ki so izvajali drugi eksperiment. Skupini se nato pomešata v pare (en učenec iz prve in en učenec iz druge skupine) in si poročata rezultate. S tem učence spodbudimo, da poskus izvedejo tako dobro, da ga lahko nekomu razložijo. Učitelj mora pri tem biti posebno pozoren na oznake na oseh grafa. Pravilna mora biti fizikalna veličina, ki jo meri učenec, in njena enota. Kdaj je bil vrh pletilke najvišje? Vrh pletilke je najvišje pri meritvi, ki je bila narejena v času najbližje 12. uri. Kdaj je bila strmina pletilke največja? V tem času je bila tudi strmina pletilke največja ob meritvi, ki je bila narejena najbližje 12. uri. Kdaj so Sončevi žarki padli najbolj strmo na tla? Ob istem času so padli najbolj strmo tudi Sončevi žarki ob meritvi, ki je bila narejena najbližje 12. uri. Kdaj bi bila senca navpično postavljene pletilke najkrajša? Senca je najkrajša ob meritvi, ki je bila narejena najbližje 12. uri. Najkrajša bi bila ob 12. uri. Če se senca daljša, Sončevi žarki manj strmo padajo na tla in Sonce slabše ogreva tla. Opomba učitelju: Čim večji je vpadni kot, tem manjša je strmina Sončevih žarkov. α β 117. Padajo ob istem času na različnih delih hriba Sončevi žarki na tla enako strmo? Na osojni strani je senca daljša, zato Sonce tu slabše ogreva tla. 88

89 118. Slika prikazuje navidezno dnevno pot Sonca v različnih letnih časih. Ob črte zapiši, za kateri letni čas gre. poletje zima 119. Kaj misliš, zakaj grejemo vodo vedno pri dnu? Zakaj grelec ni nikoli na vrhu bojlerja? Če bi bil grelec v zgornjem delu bojlerja, bi ogreval le zgornjo plast vode, spodnja plast bi ostala hladna Kaj se dogaja s tekočino, ki se greje pri dnu? Ugotovitev: Tekočina se meša Opazuj gibanje vode v čaši. Pri opazovanju gibanja vode, ki jo grejemo pri dnu, lahko vodi dodamo žaganje, ki je tako namočeno, da ne plava na vodi, temveč potone. Gibanje žaganja pokaže smer gibanja vode med segrevanjem. Žaganje se na sredini dviga, ob robovih čaše pa potone Kako se giblje zrak v sobi, ki jo ogrevamo z radiatorjem? Zrak se nad radiatorjem dviga, potuje pod stropom, ob sosednji steni pa se spušča. Pri tleh piha k radiatorju Kaj se dogaja z vodo, če se segreva z vrha? Če vodo segrevamo z vrha, se segreje le zgornja plast vode. Naloge za ponavljanje 1. Kako se segreva zrak? Zrak se segreva od segretih tal. 2. Zakaj se prisojna stran hribov ogreva bolj kot osojna? Prisojna stran hriba je bolj segreta, ker je strmina Sončevih žarkov tu večja. 89