Teksti
Video
Pelit ja leikit
Kilpailu
Äänitallenne
Tehtävä
Tietokirjallisuus
Opettajan ohje

Unohtunut salasana?

 

Oppimistavoite

{{learningObjectiv.description}}

Tehtävä on nyt palautettu

{{assignment.Index}} {{assignment.Type}}

Kommentti

Tehtävät

{{assignment.Comment}}

Mene tehtäviin
print

Miten saamme lämpöä?

Luokka-aste 7.-10. luokka Aine Luonnontiede Oppimisen tavoite Luonto ja ympäristö Teema Kestävyys Aihe Ilmasto Kemia Tyyppi Teksti
hvordanfaarvivarmen.jpg

 

Lämmön tarpeemme pysyy varmasti samana kuin nyt, ellei ilmasto muutu. Mutta jos kasvihuoneilmiö muuttaa ilmastoa huomattavasti, voi käydä niin, että sää muuttuu lämpimämmäksi Pohjoismaissa. Silloin asuntojen lämmitystarpeemme vähenee.


Mitä lämpö on?


Yksi tärkeimmistä tekijöistä lämmön säilyttämiseksi on huolehtia siitä, että lämpö ei karkaa, kun ulkona on kylmä. Lämpö on eräänlaista energiaa – ja lämpöenergia on todellisuudessa ilmaus liikkeelle. Tiedämme, että kaikki ympärillämme koostuu atomeista ja molekyyleistä. Edes metallien ja timanttien hiukkaset eivät ole levossa, vaan keinuvat jatkuvasti edestakaisin pienissä liikkeissä. Kun aineeseen lisätään energiaa, liikkeen nopeus lisääntyy. Toisin sanoen atomeihin tulee enemmän liikettä. Koemme usein tällaisen liikkeen aineessa, jossa atomit liikkuvat hitaasti, kylmänä, kun taas aine, jossa liike on nopeaa, koetaan lämpimänä. Olet ehkä joskus kuullut absoluuttisesta nollapisteestä. Absoluuttinen nollapiste tarkoittaa sitä, että atomien liike on täysin pysähtynyt. Se merkitsee myös, ettei aine voi tulla kylmemmäksi. Absoluuttinen nollapiste on -273,15 °C tai 0 °K. C tarkoittaa Celsiusta ja K kelviniä.


Lämpö ja eristys


Kun puhumme siitä, että lämpö karkaa, tai kun lämmitämme ruokaa kattilassa liedellä, hyödynnämme sitä, että liikkeessä olevat atomit vaikuttavat muihin atomeihin ja yrittävät luoda eräänlaisen tasapainon. Pyrkimyksenä on toisin sanoen, että atomit liikkuisivat yhtä nopeasti. Jos haluamme huolehtia siitä, että lämpö ei karkaa talostamme, meidän on tehtävä jotain, jotta atomien liikkeet eivät siirry toisiin atomeihin. Parasta olisi aivan tyhjä tila, jossa ei ole atomeja talon sisä- ja ulkopuolen välillä. Niin lämpö ei voisi karata. Tätä periaatetta käytetään esimerkiksi termoskannussa. Termoskannu säilyttää lämmön metalli- ja lasikerroksella, joiden välistä ilma on otettu pois.


Tulevaisuuden rakentaminen


Tutkijat ja arkkitehdit toivovat voivansa kehittää talon, joka ei tarvitse lämmitystä juuri lainkaan. Tämä onnistuu uusien materiaalien ja rakenteiden yhdistelmällä. Sanotaan, että nämä modernit talot käyttävät passiivista energiaa, sillä ne selviävät sillä lämmöllä, joka luonnollisesti tulee taloon. Tässä haasteena voi olla sen varmistaminen, että sisäilmasto on kunnossa eikä muutu liian suljetuksi, sillä ilmaa ei vaihdeta talossa.


Nämä ns. passiivitalot ovat erittäin hyvin eristettyjä ja ne ovat yleensä etelään päin, jotta ne voivat hyödyntää auringon lämpöä. Niissä on ilmastointijärjestelmät, joissa raikas ilma lämmitetään ensin maalämmön avulla. Niissä on erityisesti tätä varten kehitetyt lämpöpumput, jotka lämmittävät asunnon käyttöveden. Huoneen sähkölaitteet on valikoitu niin, että ne käyttävät mahdollisimman vähän sähköä. Tavoitteena on, että tulevaisuuden talo ei käytännössä käytä energiaa lämmitykseen.


Yksi tämän tyyppisen rakentamisen haasteista on, että niissä on usein hyvin paksut seinät. On vaikea eristää tehokkaasti ja ympäristöystävällisesti käyttämättä samalla paljoa tilaa. Modernit eristysmateriaalit, kuten vuori- ja lasivilla, eivät vain eristä vaan ovat myös paloturvallisia, mikä sekin on tietenkin tärkeää. Kun lasi- ja vuorivillalle, joiden valmistamiseen tarvitaan suuria energiamääriä, on yritetty löytää vaihtoehtoja, rakentamiseen on käytetty olkea ja eristämiseen simpukankuoria. Molempia on kuitenkin vaikea käsitellä ja ne vievät paljon tilaa, joten ne eivät todennäköisesti leviä laajempaan käyttöön.


Moderneissa energiaa säästävissä taloissa seinät ovat usein 50 cm paksut, ja siksi tutkijat yrittävät löytää tulevaisuuden vaihtoehtoja. Trondheimin teknis-luonnontieteellinen yliopisto Norjassa esitteli vuonna 2011 uuden materiaalin, joka on tehty hyvin pienistä piipalloista ja jota kutsutaan nanoeristysmateriaaliksi. "Nano" tarkoittaa, että jokin on erittäin pientä. Tämä materiaali eristää niin hyvin kuin energiaa säästäviltä taloilta edellytetään vain 15 cm:n materiaalilla.

Kirjaudu sisään lukemaan lisää

Tehtävät

  • Monivalintatehtävä

  • Teematehtävät

    • 1Teematehtävät

       

      Kuvittele, että olet arkkitehti, jonka on piirrettävä neljä taloa jonakin päivänä tulevaisuudessa. Ehkä 20 vuoden päästä. Mistä lämpö tulee näihin neljään taloon? Piirrä talot ja kuvaa, mistä lämpö tulee. Miten varmistetaan, että taloon saadaan myös raitista ilmaa?

    • 2Teematehtävät

       

      Ota kuvia lämmönlähteistä kotonasi ja tuo kuvat kouluun. Kerää kuvat esitykseksi esimerkiksi PowerPointissa ja kuvaa erilaisia lämmönlähteitä. Keskustelkaa luokassa, miten monia nyt käyttämistämme lämmönsaantitavoista on olemassa myös 20 vuoden päästä.

  • Ystäväluokat

    • 1Ystäväluokat

       

      Mistä koulun lämpö tulee? Ottakaa kuvia koulun lämmitysjärjestelmästä – sekä lämmityskattilasta että pattereista – sekä laskekaa, miten paljon energiaa koulussa käytetään oppilasta kohti. Lähettäkää kuvat ja tulokset ystävyysluokallenne ja verratkaa niitä. Onko suuria eroja? Mistä se johtuu?