Årskurs: F-3, 4-6, 7-9, Gymnasiet
Ämnesområde: Värme, Energi

När det är vinter och halt på vägarna så saltas de. Experimentet visar vad som händer när is saltas och att saltvatten är flytande även om dess temperatur ligger på ganska många minusgrader. Experimentet riktar sig till både yngre och äldre elever.

Material

• Termometer.
• Iskuber eller snö.
• Tillbringare.
• Salt.
• Sked eller hålslev. 
• Anteckningsblock.

Experimentet

Om det är en vit vinter kan man gå utomhus och salta direkt på is eller snö. Observera vilken inverkan saltet har och mät temperaturen. Inomhus, och vid mer avancerade mätningar, lägg isen i en tillbringare och notera temperaturen varje halvminut. Först ett par minuter utan salt, salta därefter och mät i ytterligare 10-15 minuter. 

Fiska avslutningsvis snabbt ut isen med en sked eller hålslev. Kontrollera att temperaturen fortfarande ligger under noll grader och att vattnet fortsatt är flytande.

Vad händer?

Med termometern undersöker vi temperaturen i blandningen av is, salt och vatten. Termometern mäter egentligen inte isens temperatur utan smältvattnets. Innan vi tillsätter saltet är temperaturen runt noll grader eftersom isens smältpunkt, och därmed även vattens fryspunkt, ligger på noll grader.

När vi saltar smälter isen och det bildas smältvatten. Termometern visar att smältvattnet blir kallare och kallare allteftersom isen smälter. 

Energikrävande process
Det krävs energi för att smälta is till vatten. Denna energi tas från det salta vattnet som omger den smältande isen. Saltvatten fryser vid lägre temperatur än rent vatten och är därför flytande även vid minusgrader.

En liknande effekt kan man uppleva om man kliver ut ur duschen utan att torka av sig. När vattnet avdunstar från huden fryser man eftersom det krävs mycket energi för att få vattnet att avdunsta och energin tas då från huden.

Med rätt proportioner av vatten och salt förblir saltvatten flytande ner till 20 minusgrader. När man saltar vägar använder man inte så mycket salt utan ungefär tillräckligt för att hålla vägarna isfria ner till 12 minusgrader. 

Mer info om halkbekämpning på Vägverkets hemsida: Vägsalt - bara där det behövs (ny flik)

Kunskapsmål

• Insikt om temperatur (varmt/kallt).
• Insikt om vad en termometer används till och om temperaturskalan.
• Insikt om att fryspunkten för vatten och smältpunkten för is är den samma.
• Presentera en mätning i form av en tabell och eventuellt ett diagram.
• Insikt om begreppet smältvärme - att det behövs energi för att smälta is.
• Generell insikt om begreppet energi i samband med temperatur och fasövergångar.

I tidiga skolår 

I tidiga skolår passar försöket bäst på vintern i samband med att ni pratar om vinter, snö, is och temperatur. Gå ut och strö salt på snö eller is eller ta in is eller snö i klassrummet. Här är det fullt tillräckligt att lära sig att använda en termometer och se hur salt påverkar is och snö. Utomhus kommer experimentet inte att fungera om det är under 20 minusgrader.

På mellanstadiet

Under skolår 4-6 kan man ha diskuterat någon form av modell för sådant som omger oss och eleverna kan till exempel veta att allt är uppbyggt av små partiklar - atomer och molekyler. Man kan då även ta upp att partiklar i gaser och vätskor rör sig mycket. Plus att ju varmare det är desto mer rör sig partiklarna eftersom de då har mer energi. 

Vattenmolekyler i is rör sig däremot knappt alls och det behövs mycket energi för att de ska kunna lösgöra sig från varandra och övergå till flytande form. 

På högstadiet

Mot slutet av grundskolan passar försöket bäst in i samband med att man diskuterar fasövergångar. Att smältvärmen som krävs för att smälta isen är orsaken till att saltvattnet blir så kallt.

Ett förekommande missförstånd bland eleverna är att smältning av vatten innebär att atomerna i vattenmolekylen, syre och väte, inte längre sitter ihop. Så är det förstås inte. I vattenånga, vatten och is är vattenmolekylerna fortfarande intakta.

Centrala begrepp

• Smältpunkt och fryspunkt för ett ämne infaller vid samma temperatur där övergången mellan fast och flytande form sker.
• Länge trodde man att atomer var materians minsta byggstenar. Nu vet vi att så inte är fallet. Men atombegreppet är ändå viktigt när vi ska beskriva material. Det finns ett hundratal olika atomslag - de olika grundämnena.
• Vi, och det mesta vi ser omkring oss, består inte av rena grundämnen utan är uppbyggt av molekyler. Molekyler som i sin tur är sammansatta av atomer. Vattenmolekyler består av två väteatomer och en syreatom. Koksalt (natriumklorid) utgörs av en natriumatom och en kloratom.
• Fasövergångar är övergångar mellan ett ämnes olika faser. Vatten finns i tre olika faser: Fast (is), flytande och gas (ånga).
• Smältvärme är den värme som krävs för att till exempel smälta en viss mängd is till vatten utan att öka dess temperatur. Smältvärmen går åt till att bryta bindningarna mellan vattenmolekylerna i isen. Nollgradig is övergår alltså till nollgradigt vatten.

(Skapat av Per Beckman och Carina Fasth.)