Vattnets tre faser; fast, flytande och gas

Fasförändringar är exempel på fysikaliska förändringar som materien genomgår. För att man ska kunna förstå förändringen måste man ha kännedom om materiens tre tillståndsformer (fast, flytande, gas). Vattnets tillstånd kan förändras på olika sätt. Enligt Cooper (1995) kan vatten som fast ämne (is) värmas upp till sin smältpunkt och övergår då till flytande form. Det flytande ämnet (vatten) kan upphettas till sin kokpunkt och då övergår det flytande ämnet i gasform. Henriksson (2000) redogör för hur vattnets form förändras och hur detta går till. Vatten består av både atomer och molekyler som rör sig genom att till exempel vibrera. Atomerna och molekylernas rörelse är det vi upplever som värme i ett material. Det innebär alltså att ju snabbare byggstenarna (atomer och molekyler) rör sig i vattnet desto varmare blir vattnet.

Henriksson (2000) skriver att när vattentemperaturen understiger 0°C rör sig inte vattenmolekylerna nämnvärt vilket gör att vätebindningarna i vattnet håller ihop och bildar ett glest nät av vattenmolekyler. Nätet av molekyler ger vattnet ett fast tillstånd som vi kallar is. Henriksson (2000) redogör även för hur vatten ter sig i temperaturer som överstiger 0°C. i motsats till när temperaturen sjunker så börjar vattenmolekylerna att röra sig vilket gör att vävbindningarna får svårt att hålla ihop. Vattenmolekylerna glider då omkring och byter plats med varandra och det är detta tillstånd som är vatten i flytande form. Vatten i fast form (is) har lägre densitet (täthet) än vatten i flytande form, därför flyter is.

När vatten övergår från flytande form till gasform så överstiger vattnet 100°C, vattnet förångas (kokar). I detta skede frigörs vattenmolekylerna helt från varandra och rör sig fritt och det avges en mängd energi som gör att vattnet förångas och blir gas. Vatten har en högre kokpunkt än många andra vätskor vilket beror på att de består av vätebindningar som kräver mycket energi för att frigöra molekylerna från varan. När ångan kyls ner i luften återgår den till flytande ämne, vatten. Enligt Borén, Larsson, Lif, Lillieborg och Lindh, (2005) kallas detta kondensering.

Ett problem som Eskilsson (2001) lyfter fram i sin studie är att vi pedagoger i undervisningen inte är tillräckligt tydliga med vad begrepp och termer har för betydelse/innebörd. Eskilsson (2001) skriver att det visar sig speciellt tydligt när elever diskuterar ett ämnes faser i rumstemperatur, då kan eleverna tro att samma ämne i fast-, flytande- och gasform är olika ämnen. Därför förespråkar Eskilsson (2001) att vi pedagoger redan i tidiga åldrar behandlar ämnesbegreppen i undervisningen för att underlätta möjligheterna för eleven att få en större förståelse för kemiämnets centrala delar.

Eskilsson (2001) beskriver att elever ofta har en föreställning om att ett fast ämne är hårt, han menar att det är vanligt att elever omtalar is som det första de kommer att tänka på när det gäller fast ämne. När elever ska relatera till flytande ämnen så är det oftast vatten de nämner först. Eskilsson (2001) menar dock att eleverna har väldigt svårt att föreställa sig vad gas är för något. Min uppfattning är att det beror på att is och vatten är något du både kan se och känna men gas är abstrakt och därför svårt att föreställa sig.

Referenser

Borén, H. Larsson, M. Lif, T. Lillieborg, S. Lindh, B. (2005). Kemiboken A- för gymnasieskolan, Nv-programmet. Stockholm: Liber.

Cooper, (1995). Vetenskap i närbild- Materia. Stockholm: Bonniers Juniorförlag AB.

Eskilsson, O. (2001). En longitudinell studie av 10-12 åringars förståelse av materians förändringar. Göteborg studies in educational science.

Henriksson, A. (2000). Naturkunskap B. Malmö: Gleerups Utbi