ateria är allt som har massa och tar upp plats i universum. Allt vi kan se, känna och röra vid är materia, till exempel stenar, vatten, luft och levande varelser. Även saker vi inte kan se, som gaser, är materia. Massa är ett mått på hur mycket materia något innehåller. Ju mer materia, desto större massa. Massa mäts oftast i kilogram (kg). Volym är ett mått på hur mycket plats något tar upp och mäts ofta i kubikmeter (m³) eller liter (l). Densitet är ett mått på hur tätt något är, alltså hur mycket massa som finns i en viss volym. Densitet räknas ut genom att dividera massa med volym. Om något har hög densitet betyder det att det är mycket massa på liten volym, till exempel bly. Låg densitet betyder att det är lite massa på stor volym, till exempel frigolit. Vatten är speciellt för att det utvidgar sig när det fryser till is. Is tar alltså upp mer plats än flytande vatten, ungefär 9% mer. Det beror på att vattenmolekylerna ordnar sig på ett speciellt sätt i isen. Is har lägre densitet än vatten och flyter därför ovanpå. Det är därför isberg flyter i havet och sjöar fryser från ytan och nedåt. Vattnets densitet är som högst vid 4 grader Celsius. Volym kan räknas ut med matematiska formler om föremålet har en regelbunden form. För en kub är formeln sida³, för en cylinder basyta · höjd och för en sfär 4/3 · π · radie³. Om formen är oregelbunden kan man mäta volymen genom att sänka ner föremålet i vatten i ett mätglas. Vattennivån höjs då lika mycket som föremålets volym. Man kan också fylla föremålet med vatten om det är ihåligt. Värme kan spridas på tre sätt: Strömning (konvektion) - Värme flyttas runt av att vätskor eller gaser rör på sig. När de värms upp blir de lättare och stiger uppåt medan kallare delar sjunker nedåt. Så bildas strömmar, till exempel i en kastrull med kokande vatten eller i jordens atmosfär och hav. Ledning (konduktion) - Värme sprids i fasta material genom att molekylerna vibrerar och knuffar på varandra. Metaller är bra på att leda värme, medan trä och plast är sämre. Därför har kastruller ofta handtag av trä eller plast. Strålning - Värme kan stråla genom luften eller rymden i form av elektromagnetiska vågor, framför allt infraröd strålning. Alla varma föremål avger värmestrålning. Solen värmer jorden genom strålning. En hävert är ett böjt rör som kan användas för att flytta vätska från en behållare till en annan som står lägre. Det fungerar för att trycket från vätskan i den högre behållaren pressar över vätskan genom röret. När vätskan börjat rinna drar den med sig mer vätska på grund av kohesionskrafter. En hävert kan till exempel användas för att tömma ett akvarium utan att behöva lyfta det. Kommunicerande kärl är två eller flera behållare som är sammankopplade med rör nära botten. Vätska rinner då mellan behållarna tills nivån är lika hög i alla, oavsett kärlens form. Det beror på att vätsketrycket på en viss nivå är lika stort åt alla håll. Kommunicerande kärl används till exempel i vattentorn för att skapa jämnt tryck i ledningarna. Trycket i vatten ökar ju djupare ner man kommer. Det beror på att vattnet ovanför trycker nedåt med sin tyngd. På 10 meters djup är trycket ungefär dubbelt så stort som vid ytan, och på 100 meters djup är det 11 gånger så stort. Trycket ökar med ungefär 100 kPa (kilopascal) per 10 meter. Djur och växter som lever djupt ner i havet är anpassade för det höga trycket. Arkimedes princip säger att ett föremål som sänks ner helt eller delvis i en vätska eller gas påverkas av en lyftkraft som är lika stor som tyngden av den undanträngda vätskan eller gasen. Därför flyter föremål som är lättare än den undanträngda vätskan, till exempel en båt eller en badring. Föremål som är tyngre än vätskan sjunker, men väger mindre i vätskan än i luft. Arkimedes princip förklarar också varför ballonger stiger i luften. Ballongen och den lätta gasen i den tränger undan luft och påverkas av en lyftkraft. Luft utvidgar sig när den blir varm och tar då upp mer plats. Det är därför en ballong kan spricka om den blir för varm, och därför bildäck kan explodera i stark värme. Varm luft är lättare än kall luft eftersom den har lägre densitet. Därför stiger varm luft uppåt, det är så en luftballong eller en varmluftsballong fungerar. Fåglar utnyttjar också uppåtvindar av varm luft för att stiga utan att anstränga sig. Tryck är kraft per ytenhet, alltså hur mycket kraft som verkar på en viss yta. Om man står på ett ben blir trycket mot marken dubbelt så stort som om man står på två ben, för att hela kroppstyngden då fördelas på hälften så stor yta. Tryck mäts i enheten Pascal (Pa) som är Newton per kvadratmeter (N/m²). En person som väger 600 N och står på ett ben på 100 cm² ger ett tryck på 600 N / 0,01 m² = 60 000 Pa = 60 kPa. ## Instuderingsfrågor 1. Vad är materia och ge några exempel på vad som räknas som materia. 2. Förklara begreppen massa, volym och densitet. Hur hänger de ihop? 3. Varför flyter is ovanpå vatten? Vad är speciellt med vattnets densitet? 4. Hur kan man mäta volymen på ett föremål med oregelbunden form? 5. Beskriv de tre sätten som värme kan spridas på: strömning, ledning och strålning. Ge exempel på varje sätt. 6. Hur fungerar en hävert och vad kan den användas till? 7. Förklara principen med kommunicerande kärl. Var kan det användas i praktiken? 8. Hur förändras trycket i vatten på olika djup? Varför är det så? 9. Vad säger Arkimedes princip? Ge exempel på fenomen som kan förklaras med den. 10. Varför stiger varm luft uppåt? Hur kan det utnyttjas? 11. Vad är tryck och i vilken enhet mäts det? Ge ett räkneexempel på hur man kan beräkna trycket under en fot.