lærervejledning

Lærervejledninger til undervisningskasser
Det er en forudsætning for et vellykket besøg af det mobile laboratorium, at eleverne har arbejdet med
temaet ”Krop og energi” og datalogning, inden laboratoriet kommer til skolen. På denne måde er de blevet
”klædt på” til at besøge de forskellige værksteder i traileren. Det vil sige, at eleverne dels har en
grundlæggende indsigt i, hvad der sker fysiologisk med kroppen, når der udføres et arbejde, og dels en
indsigt i, hvad datalogning er.
Det er ikke vores forventning, at eleverne udelukkende arbejder med øvelser hvor der anvendes
datalogning. Øvelserne skal ses som en palet af tilbud på færdige og forholdsvis simple øvelser, som kan
supplere de ”traditionelle” aktiviteter, du som lærer normalt vil gøre brug af, når en klasse arbejder med et
sådant tema. Vi har en forestilling om, at eleverne får mulighed for at arbejde med 2 – 3 aktiviteter, hvor de
gør erfaringer med datalogning. Det er vigtigt, at eleverne får nogle grundlæggende forståelser af, hvad
datalogning er:
Datalogning er opsamling af data på tilsvarende måde, som hvis der anvendes ”traditionelle”
måleredskaber; her foregår det blot elektronisk så mange af processerne er automatiseret, og man
kan derfor foretage mange målinger pr. sekund.
At den elektroniske registrering af data giver gode muligheder for visualisering gennem kurveforløb
og sammenligning mellem samtidige dataopsamlinger af forskellige parametre.
At datalogning giver mulighed for at opsamle og registrere ganske små ændringer og/ eller
ændringer som finder sted på meget kort tid eller over en meget lang tidsperiode.
At dataloggeren ikke nødvendigvis ”fortæller sandheden”. Som med alle andre måleredskaber kan
der opstå fejl i dataindsamlingen.
Ud over at få opbygget en indsigt i datalogning, er det også vigtigt, at eleverne får opbygget et grundlag for
at kunne for at kunne forholde sig naturfagligt til de øvelser, de møder i det mobile laboratorium:
For at kunne udføre et muskelarbejde, skal musklerne have tilført kemisk energi igennem den føde
der indtages, fx glukose C6H12O6.
For at der kan foretages en energiomsætning, skal musklerne også have tilført ilt, og i forbindelse
med respirationsprocessen produceres vand og kuldioxid, som kroppen afgiver til omgivelserne
Jo mere energi der skal frigøres, jo mere ilt skal der tilføres. Dette medfører at pulsen stiger,
åndingsdybden øges og åndingsfrekvensen stiger.
En stor del af energien omdannes til varmeenergi og temperaturen i musklerne stiger. Varmen
transporteres til huden, hvor der foregår en varmeafgivelse til omgivelserne. Fordampning af sved
forøger varmeafgivelsen.

Iltforbruget er et indirekte udtryk for energiomsætningen. Hvis man ved, hvor stor en persons
iltforbrug er, kan man også beregne, hvor meget energi der frigøres i respirationsprocessen.
Det er i alt 8 øvelser i undervisningskassen med dataloggerudstyr fordelt over de 6 underemner til ”Krop og
energi”, (jvf. figur).
8. Konditest
(Harvard Step Test)
7. Puls
8. Konditest
(Harvard Step Test)
1. Kroppens arbejde
og varmeafgivelse
2. Sved
3. Sved og temperaturregulering
4. Fordampning giver
afkøling
6. Energi i mad
5. Måling på
udåndingsluft
Herefter følger en kort lærervejledning til de enkelte øvelser i undervisningskasserne. De er lavet sådan, at
det ikke er forudsat, at de læses fortløbende; man kan fx sagtens gå direkte til øvelse 4. Af den grund vil der
være nogle faglige og tekniske forklaringer, der gentages i kommentarer til de enkelte øvelser.

1. Kroppens arbejde og varmeafgivelse (lærer)
Faglig baggrund
Til musklerne sendes glukose og ilt med blodet. Her anvendes ilt og glukose til cellernes respiration:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energi
Energien benyttes bl.a. til musklernes arbejde. Jo mere, musklerne skal arbejde, jo mere energi bliver der
frigjort i forbindelse med muskelcellernes respiration - og jo mere kuldioxid og vand produceres der. En del
af energien bruges i forbindelse med musklernes arbejde, men i sidste ende omdannes en stor del af
energien til varme. For at undgå, at kroppens temperatur stiger for meget, øges blodgennemstrømningen
til huden. Blodkarrene tæt ved huden sørger for, at varmen
afgives til omgivelserne.
Kroppen kan komme af med varmeenergi på fire måder:
fordampning af sved, strålingsvarme, konvektion (opvarmning af
forbipasserende luft) og varmeledning (ved direkte kontakt med
omgivelserne). I fysik vil man være påpasselig med at pointere
at varme er energi som går mellem steder med forskellig
temperatur. Varme går altid fra det sted med højest temperatur
(personen) til et sted med lavere temperatur (omgivelserne). I
omgivelser med høj temperatur, fx i en sauna, går varmen
selvfølgelig modsat vej (fra omgivelserne til personen)
T1
Q, varme
For over 200 år siden formulerede Isaac Newton en lov vi nu kender som Newtons afkølingslov: ”Ændringen
i et legemes temperatur er proportional med temperaturforskellen mellem legemet og omgivelserne”.
(Kroppens varmeeffekt øger altså med øget kropstemperatur.) Når temperaturforskellen er udjævnet, og
T1 og T2 er blevet ens, stopper energioverførsel ved varme.
Teknisk baggrund
T2
Temperatur T1 > T2
Der er ikke de store tekniske udfordringer i denne øvelse. Temperatursensorerne skal normalt ikke
kalibreres, og det er heller ikke væsentligt i forsøget, om de er kalibrerede, da det er
temperaturændringerne, der er interessante. Dog vil temperaturændringerne typisk være forholdsvis små,

og de kan derfor umiddelbart være vanskeligt at observere på temperaturgrafen. Derfor kan det være
hensigtsmæssig at skalere y-aksen, så de små temperaturændringer gøres tydeligere. Dette kan f.eks. gøres
ved at autoskalere (se manual).
Kommentarer til spørgsmål i øvelsen
Formålet med øvelsen er at eleverne bliver opmærksomme på, at kroppen afgiver varme til omgivelserne,
og at når muskelarbejdet øges, så stiger varmeproduktionen i kroppen. Det kan vi observere ved, at hudens
overfladetemperatur stiger. Figuren herunder viser, at temperaturen bliver højere, når ”forsøgspersonen”
har været fysisk aktiv. Lad eleverne komme med faglige bud på, hvorfor man observerer denne forskel.

2. Sved (lærervejledning)
Øvelsen minder meget om øvelse 3 ” Sved og temperaturregulering”, men er lidt simplere, da der ikke
måles på håndfladens overfladetemperatur.
Faglig baggrund
Til musklerne sendes glukose og ilt med blodet. Her anvendes ilt og glukose til cellernes respiration:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energi
Energien benyttes bl.a. til musklernes arbejde. Jo mere
musklerne skal arbejde, jo mere energi skal der frigøres i
forbindelse med muskelcellernes respiration - og jo mere
kuldioxid og vand produceres der. En del af energien bruges i
forbindelse med musklernes arbejde og i sidste ende omdannes
energien til varme. For at undgå, at kroppens temperatur stiger
for meget, øges blodgennemstrømningen til huden. Blodkarrene
tæt ved huden sørger for at varmen afgives til omgivelserne.
Kroppen kan komme af med varmeenergi på fire måder:
strålingsvarme, varmeledning (ved direkte kontakt med
omgivelserne), konvektion (opvarmning af forbipasserende luft)
og fordampning af sved. I fysik vil man være påpasselig med at pointere at varme er energi som går mellem
steder med forskellig temperatur. Varme går altid fra det sted med højest temperatur (personen) til et sted
med lavere temperatur (omgivelserne).
T1
Q, varme
Når temperaturforskellen er udjævnet, og T1 og T2 er blevet ens, stopper den del af varmetransporten.
Herefter er det sved der gælder! Selv om huden har den samme temperatur som omgivelserne, vil
fordampning af sved forsat være en endoterm (=energikrævende) proces, så længe luftfugtigheden er
mindre end 100 %. Afkøling ved fordampning kan altså sænke temperaturen under omgivelsernes
T2
Temperatur T1 > T2

temperatur. Det drager vi nytte af, når vi afkøler en flaske hvidvin på stranden ved hjælp af et fugtigt
håndklæde, eller i mere ”højteknologiske” indretninger som køleskabe og varmepumper.
Fordampning kræver energi, og den modsatte proces (kondensering), frigør energi. I termofysikken, kaldes
dette for fordampningsvarme (Lf). Fordampningsvarmen er temperaturafhængig, men ved
kropstemperatur er den 2,4 kJ/g for vand.
Teknisk baggrund
Vand: H2O(l) → H2O(g), Lf= 2,4 kJ/g,
Til forsøget skal anvendes en fugtighedssensor. Fugtigsensoren kan i nogle tilfælde måle både relativ og
absolut fugtighed – i forsøget skal man følge den relative fugtighed. Fugtighedssensoren indeholder
normalt også en temperatursensor og man kan i så fald vælge også at følge temperaturændringen. Til
forsøget kan også anvendes en vejr/klima-sensor, som ud over fugtighed typisk også vil måle temperatur,
lufttryk, højde over vandoverfalde osv. Irrelevante målinger kan eventuelt fjernes fra dataloggerens eller
computerens visning.
Temperaturændringerne er forholdsvis små, og de kan umiddelbart være vanskelige at observere på
temperaturgrafen. Derfor kan det være hensigtsmæssigt at skalere akserne, så de små
temperaturændringer gøres tydeligere, fx ved at autoskalere.
Kommentarer til spørgsmål i øvelsen
Formålet med forsøget er at vise, at der forgår en fordampning af vand fra kroppens overflade.
Figuren nedenunder viser, hvordan den relative luftfugtighed typisk vil stige til 100%, efter at hånden er
stukket ind i posen, da vi nu har et lukket system. Luftfugtigheden i posen vil falde, umiddelbart efter at der
klippes hul i posen. Samtidig vil temperaturen falde, fordi fordampningen nu igen er større end
kondenseringen.

Variationer af forsøget
Forsøget kan gentages, efter at forsøgspersonen har udført et stykke arbejde; fx løbet op og ned af trapper
i 3 - 5 minutter. Brug en ny plastpose og kontroller, at fugtigheden er den samme som i udgangspunktet for
det første forsøg og anvend de samme tidsintervaller (indførelse af hånd i pose, opklip af pose og afslutning
af dataopsamling).

3. Sved og temperaturregulering (lærervejledning)
Øvelsen minder meget om øvelse 2 ” Sved”, men er lidt mere kompliceret, da der her også måles på
håndfladens overfladetemperatur.
Faglig baggrund
Til musklerne sendes glukose og ilt med blodet. Her anvendes ilt og glukose til cellernes respiration:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energi
Energien benyttes bl.a. til musklernes arbejde. Jo mere musklerne skal arbejde, jo mere energi skal der
frigøres i forbindelse med muskelcellernes respiration - og jo mere kuldioxid og vand produceres der. En del
af energien bruges i forbindelse med musklernes arbejde, og i sidste ende omdannes energien til varme.
For at undgå, at kroppens temperatur stiger for meget, øges blodgennemstrømningen til huden.
Blodkarrene tæt ved huden sørger for, at varmen afgives til
omgivelserne.
Kroppen kan komme af med varmeenergi på fire måder:
strålingsvarme, varmeledning (ved direkte kontakt med
omgivelserne), konvektion (opvarmning af forbipasserende luft)
og fordampning af sved. For at øge varmeafgivelsen til
omgivelserne forøger hudens svedkirtler svedproduktionen.
Fordampningen af sveden øger kroppens afgivelse af varme til
omgivelserne. Hvis man befinder sig i et miljø med stor
luftfugtighed, vil fordampningen af sved blive begrænset, og
afkøling af huden bliver ligeledes begrænset.
I fysik vil man være påpasselig med at pointere at varme er energi som går mellem steder med forskellig
temperatur. Varme går altid fra det sted med højest temperatur (personen) til et sted med lavere
temperatur (omgivelserne).
T1
Q, varme
T2
Temperatur T1 > T2

Når temperaturforskellen er udjævnet, og T1 og T2 er blevet ens, stopper den del af varmetransporten.
Herefter er det sved der gælder! Selv om huden har den samme temperatur som omgivelserne, vil
fordampning af sved forsat være en endoterm (=energikrævende) proces, så længe luftfugtigheden er
mindre end 100 %. Afkøling ved fordampning kan altså sænke temperaturen under omgivelsernes
temperatur. Det drager vi nytte af når vi afkøler en flaske hvidvin på stranden ved hjælp af et fugtigt
håndklæde, eller i mere ”højteknologiske” indretninger som køleskabe og varmepumper.
Fordampning kræver energi, og den modsatte proces (kondensering), frigør energi. I termofysikken, kaldes
dette for fordampningsvarme (Lf). Fordampningsvarmen er temperaturafhængig, men ved
kropstemperatur er den 2,4 kJ/g for vand.
Teknisk baggrund
Vand: H2O(l) → H2O(g), Lf= 2,4 kJ/g,
Til forsøget skal anvendes en fugtighedssensor. Fugtighedssensoren kan i nogle tilfælde måle både relativ
og absolut fugtighed – i forsøget skal man følge den relative fugtighed. Fugtighedssensoren indeholder
normalt også en temperatursensor, og man kan i så fald vælge også at følge temperaturændringen.
Til forsøget kan også anvendes en vejr/klimasensor, som ud over fugtighed typisk også vil måle temperatur,
lufttryk, højde over vandoverfalde osv. Irrelevante målinger kan eventuelt fjernes fra dataloggerens eller
computerens visning.
Til måling af hudtemperaturen anvendes en hurtigrespons temperatursensor.
Det er vigtigt at gøre sig klart, hvilken temperaturmåling, der repræsentere lufttemperaturen, og hvilken
der repræsenterer hudtemperaturen.
Temperaturændringerne er forholdsvis små, og de kan være vanskelige at observere på temperaturgrafen.
Derfor kan det være hensigtsmæssig at skalere akserne, så de små temperaturændringer gøres tydeligere.
Kommentarer til spørgsmål i øvelsen
Formålet med forsøget er at vise, at der forgår en fordampning af vand fra kroppens overflade, og at der er
en sammenhæng mellem hudens overfladetemperatur og fordampningen. Når luftfugtigheden er stor,
nedsættes fordampningen af sved og varmeafgivelsen mindskes.
Figuren nedenunder viser hvordan den relative luftfugtighed typisk vil stige til 100%, efter at hånden er
stukket ind i posen, da vi nu har et lukket system. Luftfugtigheden i posen vil falde umiddelbart efter, at der
klippes hul i posen. Samtidig vil temperaturen falde, fordi fordampningen nu igen er større end
kondenseringen. Endnu vigtigere ses det, at håndens overfladetemperatur stiger i takt med at

luftfugtigheden stiger, og når luftfugtigheden – efter at der er klippet hul i posen – igen falder, så falder
hudtemperaturen efterfølgende.
Variationer af forsøget
Forsøget kan gentages efter at forsøgspersonen har udført et stykke arbejde, fx løbet op og ned af trapper i
5 minutter. Brug en ny plastpose og kontroller, at fugtigheden er den samme som i udgangspunktet for det
første forsøg, og anvend de samme tidsintervaller (indførelse af hånd i pose, opklip af pose og afslutning af
dataopsamling).

4. Fordampning giver afkøling (lærervejledning)
Faglig baggrund
Når en væske fordamper – går fra flydende form til gasform - skal der tilføres energi. Fordampning kræver
energi, og den modsatte proces (kondensering), frigør energi. I termofysikken, kaldes dette for
fordampningsvarme (Lf). Fordampningsvarmen er temperaturafhængig. Ved rumtemperatur er den for
vand, sprit og acetone som flg:
Vand: H2O(l) → H2O(g), Lf= 2,4 kJ/g,
Sprit: C2H5OH(l) → C2H5OH(g), Lf= 0,8 kJ/g
Acetone: CH3COCH3(l) → CH3COCH3(g), Lf= 0,5 kJ/g
Fordampningsvarmen skal jo komme et sted fra, fx fra en kogeplade, vores hud, eller fra termiske energi i
væsken, der er i færd med at fordampe. I tilfældet med vand, vil temperaturen i vand, hvor der foregår en
fordampning, altså falde som et resultat af, at den termiske energi i vandet bliver mindre. Det mærker vi,
når vores hud er våd (efter vi fx er steget ud af badet eller går med vådt badetøj på stranden). Det er altså
ikke fordi vandet er ”koldt” i udgangspunktet, eller fordi det er god varmeleder. Det er et fænomen som
skyldes fordampningsvarmen. At fordampning er energikrævende, drager vi nytte af, når vi afkøler en
flaske hvidvin på stranden ved hjælp af et fugtigt håndklæde og i mere ”højteknologiske” indretninger som
køleskabe og varmepumper.
Fordampningsvarme er en væsentlig del af kroppens temperaturregulering. For at undgå, at kroppens
temperatur stiger for meget ved fysisk aktivitet, øges blodgennemstrømningen til huden. Blodkarrene tæt
ved huden sørger for, at varmen afgives til omgivelserne. For at øge varmeafgivelsen til omgivelserne
forøger hudens svedkirtler svedproduktionen.
Kommentarer til spørgsmål i øvelsen
Fordampning af vand er en endoterm (=energikrævende) proces. Så længe den relative luftfugtighed er
mindre end 100 %, vil fordampning af vand (ved stuetemperatur) få temperaturen i vandet til at falde
under omgivelsernes temperatur.

Variationer af forsøget
Der kan anvendes andre væsker; fx sprit eller acetone. Sprit og acetone har en mindre fordampningsvarme
end vand, men da de er mere flygtige (har en højere fordampningshastighed) og lavere specifik
varmekapacitet, vil temperaturen i sprit og acetone falde hurtigere.

5. Måling på udåndingsluften (lærervejledning)
Faglig baggrund
Ved ånding trækkes der ”nyt” luft ned i lungerne. Fra luften i lungerne diffunderer ilt (O2) over i blodet og
kuldioxid (CO2) fra blodet over i lungerne. Med blodet transporteres ilten ud til kroppens celler, bl.a.
kroppens muskelceller. Ude i cellerne anvendes ilten til cellernes respiration:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energi
Energien benyttes bl.a. til muskelens arbejde. Jo mere musklerne skal arbejde, jo mere energi skal der
frigøres i forbindelse med muskelcellernes respiration - og jo mere kuldioxid og vand produceres der.
Kuldioxiden og vandet afgives til blodet og transporteres til lungerne, hvor kuldioxiden og en del af vandet
afgives til omgivelserne.
Der kan drages nogle sammenligninger mellem kroppen som energiomsætter og fx en forbrændingsmotor
hvor benzin (fx C9H20) afbrændes. I både cellerespiration og forbrænding af benzin, bliver det dannet
kuldioxid og vand som slutprodukter.
C9H20 + 14 O2 → 9 CO2 + 10 H2O
benzin + ilt → kuldioxid + vand
Forskellen på forbrænding i kroppen og i en forbrændingsmotor, er selvfølgelig temperaturen. I kroppen
kan cellerespiration foregå ved 37 °C pga. tilstedeværelsen af visse enzymer. I moderne biler er der
elektronisk styring af benzinindsprøjtning, sådan at der er et optimalt (støkiometriske) forhold mellem
brændstoffet (benzin) og ilt. Hvis der kommer for meget benzin i forhold til ilt, vil forbrændingen være
ufuldstændig. Det giver både et lavere energiudbytte og udslip af sod (uforbrændt benzin) gennem
udstødningen.
Nyttevirkningen i kroppen og i en
forbrændingsmotor er omtrent 25 %. I tilfældet
med forbrændingsmotoren, kan den indre energi
i benzin nemlig ikke 100 % overføres til kinetisk
energi ved arbejde. Vi vil altid, ligesom i
kroppens celler, få omdannet noget af energien
til varmeenergi. Brænder vi benzin i et åbent kar,
altså i et ”åbent system”, vil næsten al energien i
benzinen blive omdannet til varmeenergi.
Selvfølgelig er energiudbyttet det samme i de to
tilfælde (i henhold til termodynamikkens 1. lov).

Teknisk baggrund
Kuldioxidsensoren skal kalibreres før brug. Den benytter infrarød stråling til måling af CO2-koncentrationen
og skal derfor have tid til at varme op – ca. 1½ minut.
Da vi ofte ser, at CO2-niveauet inde i lokaler med mange mennesker kan komme op på 1000-1200 ppm, bør
kalibreringen foretages udendørs eller i et rum, hvor der ikke er mange mennesker. Sensoren kalibreres til
400 ppm for Pasco GLX og 380 ppm for Verniers LabQuest. Vær opmærksom på, at det kan være vanskeligt
at kalibrere hvis temperaturen er for lav. Hvis kuldioxid-sensoren kan indstilles på flere måleskalaer (kun
Verniers sensor), skal den sættes på den største skala. Udåndingsluft indeholder forholdsvis høje
koncentrationer af CO2.
Hvis der også skal anvendes iltsensor, skal denne også kalibreres. Iltsensoren kalibreres til 20,9 %.
Iltsensoren baserer sig på opløsning af ilt i en elektrolyt, og man skal derfor være klar over at kalibreringen
er temperaturafhængig. Pga. elektrolytten skal iltsensoren ikke opbevares i en lufttæt beholder, og den skal
helst opbevares lodret. Nærmere oplysninger om, hvordan de enkelte sensorer virker og hvordan de
kalibreres, kan findes i brugsanvisninger bagerst i mappen.
Kommentarer til spørgsmål i øvelsen
Formålet med forsøget er at vise, at jo mere energi der skal frigøres i forbindelse med
respirationsprocessen, jo mere ilt forbruges der, og jo mere kuldioxid bliver der frigjort. I forsøget her, hvor
eleverne måler på en udånding efter at have fortaget en dyb indånding, vil eleverne tydeligt kunne
registrere denne forskel. Under ”normale” forhold – fx hvis man løber en tur – vil CO2 og O2 indholdet i
udåndingsluften ligge nogenlunde konstant - uafhængigt af muskelarbejdet. Kroppen vil kompensere for
det forøgede iltforbrug ved at øge åndedrætsfrekvensen og åndedrætsdybden.

Efter hårdt arbejde
Eleverne skal blive opmærksomme på at O2/CO2-inholdet i atmosfæren er relativt konstant, med et indhold
på henholdsvis ca 20,9 % og 380 ppm (milliontedel = 0,000380 %). Det er denne viden, der gør at vi kan
kalibrere sensorerne. Forsøget giver derfor anledning til at diskutere med eleverne, hvad det vil sige at
kalibrere en sensor.
I det mobile laboratorium (traileren) vil der være en forsøgsopstilling, hvor eleverne kan foretage en
kontinuerlig måling på deres udåndingsluft, mens de cykler på en kondicykel. Her vil eleverne erfare at O2-
og CO2-indholdet i deres udåndingsluft ligger nogenlunde konstant, selv om effekten øges. Men de vil også
erfare, at mængden af luft som sendes igennem lungerne pr tidsenhed (lungeventilationen) forøges i takt
med, at effekten øges.
Variationer af forsøget
I hvile
Efter hårdt arbejde
Man kan lade eleverne opstille hypoteser forud for afvikling af forsøget – hvad forventer de, at der vil ske?
Forsøget kan også udføres ved at forsøgspersonen inden 2. udånding (i stedet for at udføre et fysisk
arbejde) holder vejret i et halvt minut, og inden 3. udånding holder vejret i et minut.
Efter let arbejde
Efter let arbejde

Forsøget kan deles i to, sådan at eleverne måler på CO2 og O2 hver for sig.
Forsøget kan også udføres ved at der anvendes både kuldioxidsensor,
iltsensor og en fugtighedssensor. Der skal blot laves et par ekstra huller i
plastposen og arrangeres, at der kan spændes flere sensorer fast på
stativet.

6. Energi i mad (lærervejledning)
Faglig baggrund
Maden vi spiser dækker kroppens behov for byggemateriale og energi. Maden nedbrydes i
fordøjelsessystemet til mindre enheder. Fx nedbrydes kulhydrater hovedsagligt til glukose. Glukosen
transporteres fra fordøjelsessystemet over i blodbanerne, hvor det sendes rundt til kroppens øvrige celler.
Her kan det indgå i cellernes respiration:
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energi
Madvarer som fx knækbrød indeholder meget kulhydrat (17 kJ/g), mens fx nødder indeholder meget
protein (17 kJ/g) og fedt (37 kJ/g). I dette forsøg skal eleverne undersøge, hvilken type mad der indeholder
mest energi, ved at måle hvor meget energi maden afgiver, når den brændes af. Når madvarerne brænder,
omdannes energien i maden til varmeenergi. Varmeenergien opvarmer vand. Blot ved at måle
temperaturstigningen i vandet, kan eleverne opleve energiindholdet i maden. Jo større temperaturstigning,
jo mere energi indeholder maden.
For at rangere madvarerne efter energiindhold pr masse, må eleverne i tillæg veje madvarerne inden de
afbrænder dem. For nogle elever vil det måske være enklere at forstå, hvis man indvejer samme masse af
de enkelte madvarer, for eksempel 1,0 g.
Den energimængde der går med til at varme 1 g vand 1 °C blev tidligere kaldt 1 cal (kalorie). 1 cal er 4,2 J.
Det kræver altså 4,2 J at øge temperaturen i 1 g vand 1 °C. Det er derfor muligt at beregne varmen (Q), som
er overført fra madvaren til vandet med formelen:
Q = 4,2 · 25,0 · (Tslutt – Tstart) J/grad
Hvis man på forhånd bestemmer massen på madvarerne, kan man i tillæg beregne energi/masse for de
enkelte madvarer. NB: Dog, vil det beregnede energiindhold pga. flere fejlkilder være mindre end det, som
står opgivet i varedeklarationen:
I forsøgsopstillingen vil noget af energien i madvarerne ikke gå til opvarmning af vandet, men i
stedet opvarme omgivelserne. Hvor meget energi som går tabt til omgivelserne, afhænger blandt
andet af afstanden mellem de brændende madvarer og bægerglasset, og hvor på bægerglasset
man varmer. Det er derfor vigtig at holde afstand og position konstant.
Der sker heller ikke en fuldstændig forbrænding af madvarerne. Det skyldes blandt andet
manglende ilttilførsel og for lav forbrændingshastighed. Det er derfor vigtigt, at sikre så god
luftcirkulation rundt om de brændende madvarer som muligt.

Fordampning af vand er meget energikrævende, hvilket betyder at måleresultaterne også er
påvirket af vandindholdet i madvarerne. For eksempel er der 35 - 40 % vand i brød, mens der kun
er 2-5 % vand i nødder. Derfor er det vigtigt at tørre brødet på forhånd. Så er det også nemmere at
antænde.
Kilde: Den lille levnedsmiddeltabel, Fødevaredirektoratet Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri

Teknisk baggrund
Kilde: Den lille levnedsmiddeltabel, Fødevaredirektoratet Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri
Til forsøget skal det anvendes en rustfri temperatursensor. Temperatursensorerne skal normalt ikke
kalibreres, og det er heller ikke væsentligt for forsøget, da det interessante er at finde
temperaturstigningen.
Variationer af forsøget
Det er en god ide at lade eleverne opstille hypoteser forud for afvikling af forsøget – hvad forventer de, at
der vil ske? Samtidig kan man påvise, at der udvikles vanddamp i forbrændingen ved hjælp af en kold
glasplade eller ved hjælp af fugtighedssensoren (lige som der også dannes vand ved respirationen i
cellerne). Det er også muligt at vise, at der er kuldioxid i forbrændingsgasserne ved at anvende en
CO2sensor.

7. Puls (lærervejledning)
Faglig baggrund
Ved ånding trækkes der ”nyt” luft ned i lungerne. Fra luften i lungerne diffunderer ilt (O2) over i blodet og
kuldioxid (CO2) fra blodet over i lungerne. Med blodet transporteres ilten ud til kroppens celler, bl.a.
kroppens muskelceller. Ude i cellerne anvendes ilten til cellernes respiration:
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energi
Energien benyttes bl.a. til musklernes arbejde. Jo mere musklerne skal arbejde, jo mere energi skal der
frigøres i forbindelse med muskelcellernes respiration - og jo mere kuldioxid og vand produceres der.
Kuldioxiden og vandet afgives til blodet og transporteres til lungerne. Her afgives kuldioxiden og noget af
vandet til omgivelserne. Jo mere ilt og kuldioxid der skal transporteres til og fra musklerne jo hurtigere vil
hjertet slå.
Hvor hurtigt hjertet slår, angiver vi med hjerteslagsfrekvens (pulsfrekvensen,i dagligtale bare ”pulsen”),
angivet som antallet af slag hjertet slår pr minut. En veltrænet person har et større slagvolumen (det
volumen blod, hver hjertehalvdel pumper pr. slag) end en utrænet person, og kan derfor nøjes med en
lavere pulsfrekvens end en utrænet person. Sammenlignet med en elektrisk pumpe, vil en stor og kraftig
pumpe kunne udføre det samme arbejde (fx at pumpe vand op fra et reservoir) med et lavere
omdrejningstal end en lille pumpe.
Teknisk baggrund
Til måling af pulsen anvendes to pulshåndtag; et til hver hånd. Der kan også anvendes brystspændt
pulsmåler, eller en pulsmåler der klipses fast til øreflip eller det tynde hudområde mellem tommelfinger og
pegefinger. Det er vores erfaring, at clips-pulsmåleren er for ustabil og giver alt for tilfældige
måleresultater. Derfor vil vi anbefale, at man anvender pulshåndtag eller brystspændte pulsmålere til dette
forsøg.
Pulshåndtagene opfanger de små elektriske signaler, der udsendes når hjertet slår. For at få gode målinger,
er det vigtig at der er god kontakt mellem hænder og elektroder, fx ved at sørge for at hænderne er lidt
fugtige inden målingerne sættes i gang. Man kan evt. bruge en svag saltopløsning.
Puls-sensoren til GLX’en lyser grønt når forbindelsen er god. Det tager nogle sekunder inden den er i stand
til at beregne pulsfrekvensen. Når sensoren er klar til at samle data op, blinker den røde diode med
pulsfrekvensen.

Kommentarer til spørgsmål i øvelsen
Formålet med øvelsen er, at eleverne bliver opmærksomme på, at pulsfrekvensen blandt andet afhænger
af den fysiske aktivitet. Pulsfrekvensen vil i hvile hos de fleste personer ligge mellem 50 – 70 slag/min.
Kroppen reagerer hurtigt på øget aktivitet. Af grafen kan man se, at forsøgspersonens puls øges fra 67
slag/min i hvile, til 86 slag/min ved gang i løbet af ca. 10 s. Når aktiviteten går over i løb, stiger
pulsfrekvensen i dette tilfælde til 106 slag/min. Ved efterfølgende almindelig gang, tager det ca. 100 s. at
nå tilbage til 86 slag/min - altså 10 gange så lang tid som pulsstigningen. Det tager også længere tid at opnå
hvilepulsen ved efterfølgende hvile. Det langsomme fald i pulsen skyldes blandt andet en iltgæld som skal
indhentes. Ved hvile vil pulsen som regel efter et stykke tid falde tilbage på hvilepulsniveau. Hastigheden er
afhængig af forsøgspersonens kondition.
Hvile
1 min
Variationer af forsøget
Begynder
at gå 2 min
Begynder at
løbe 1 min
Begynder
at gå 2 min
Hvile
3 min
Man kan lade eleverne opstile hypoteser forud for afvikling af forsøget – hvad forventer de, at der vil ske?
Man kan vælge også at måle hudtemperaturen under forsøget. Temperatursensoren fastgøres ved hjælp af
plaster.

Øvelsen kan laves udendørs og kombineres med en GPS-sensor, så ruten
kan kortlægges og pulsen kan sammenlignes med ændringer i terræn og
med-/modvind. I det mobile laboratorium får eleverne mulighed for at
bevæge sig ud i terrænet med et pulsur, hvor der er indbygget en GPS.
Efterfølgende kan eleverne lægge de opsamlede data (puls, hastighed,
stigning/fald i terrænet, positioner) ind i et elektronisk kort.

8. Konditest – The Harvard Step Test
(lærervejledning)
Faglig baggrund
Ved ånding trækkes der ”nyt” luft ned i lungerne. Fra luften i lungerne diffunderer ilt (O2) over i blodet og
kuldioxid (CO2) fra blodet over i lungerne. Med blodet transporteres ilten ud til kroppens celler - bl.a.
kroppens muskelceller. Ude i cellerne anvendes ilten til cellernes respiration:
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energi
Jo mere ilt der kan transporteres ud til musklerne, jo mere energi kan der frigøres til musklernes arbejde.
En persons kondition kan beskrives som den maximale iltoptagelse pr. minut og pr. kg legemsvægt. Denne
størrelse er afhængig af alder, køn og træningstilstand. En god kondition er karakteriseret ved en god
ilttransport fra lungerne til de arbejdende muskler.
Den maximale iltoptagelse opnås, når man yder det største muskelarbejde man er i stand til. Hvis man
måler den maksimale iltoptagelse pr. minut og forsøgspersonens vægt, kan man beregne personens
kondital, som kan variere fra 20 mg O2/kg/min for den utrænede op til over 90 mg O2/kg/min for den
toptrænede topatlet.
Da disse målinger er noget indviklede, har Harvard Fatigue Laboratories udviklet en anden konditest, der
kan udføres, blot man har en 50 cm høj skammel, et ur og en pulsmåler. Testen kaldes ”Harvard Step Test”
og er erfaringsbaseret.
Hvor hurtigt hjertet slår, angiver vi med hjerteslagsfrekvens (pulsfrekvensen,i daglig tale ”pulsen”), angivet
som antallet af slag hjertet slår pr minut. En veltrænet person har et større slagvolumen (det volumen blod,
hver hjertehalvdel pumper pr. slag) end en utrænet person, og kan derfor nøjes med en lavere pulsfrekvens
end en utrænet person. Sammenlignet med en elektrisk pumpe, vil en stor og kraftig pumpe kunne udføre
det samme arbejde (fx at pumpe vand op fra et reservoir) med et lavere omdrejningstal end en lille pumpe.
Teknisk baggrund
Til måling af pulsen anvendes to pulshåndtag; et til hver hånd. Der kan også anvendes brystspændt
pulsmåler eller en pulsmåler der klipses fast til øreflip eller det tynde hudområde mellem tommelfinger og
pegefinger. Det er vores erfaring, at klips-pulsmåleren er for ustabil og giver alt for tilfældige
måleresultater. Derfor vil vi anbefale, at man anvender pulshåndtag eller brystspændte pulsmåler til dette
forsøg.

Pulshåndtagene opfanger de små elektriske signaler der udsendes, når hjertet slår. For at få gode målinger,
er det vigtigt, at der er god kontakt mellem hænder og elektroder. Dette kan opnås ved at sørge for, at
hænderne er lidt fugtige inden målingerne sættes i gang. Man kan f.eks. bruge en svag saltopløsning.
Puls-sensoren til GLX’en lyser grønt når forbindelsen er god. Det tager nogle sekunder inden den er i stand
til at beregne pulsfrekvensen. Når sensoren er klar til at samle data op, blinker den røde diode med
pulsfrekvensen.
I elevøvelsen er angivet, at der skal anvendes en skammel med en højde på 50 cm. For mindre personer
(under 165 cm), bør der anvendes en skammel på 35 cm. Til at holde takten kan der anvendes en
metronom. Hvis man ikke har en sådan til rådighed, kan en person holde takten, ved at sige ”stig op” hvert
andet sekund.
Kommentar til spørgsmål i øvelsen
Formålet med øvelsen er at eleverne får lavet en konditest, samt at eleverne bliver opmærksomme på at
pulsfrekvensen afhænger af fysisk aktivitet. En typisk graf på GLX’en vil se sådan ud:

Det er muligt at aflæse på grafen pulsfrekvensen efter 375 s, 435 s og 555 s, fx ved at flytte ”cursoren”
(markeret med en cirkel i grafen) med piletasterne på GLX’en. Tid og pulsfrekvens kan man aflæse i
parentesen øverst i grafvinduet (375 s og 103 slag/min). Det gir pulsfrekvens efter 375 s, 435 s og 555 på
henholdsvis på 103, 85 og 79, og følgende udregning af points:
300
points = 100112 103 8579 Hvis pulsfrekvensen varierer meget (som tilfældet er i området omkring 435 s), kan man anvende Værktøjer
> ∑Statistik i GLX’en og få dataloggeren til at beregne gennemsnittet i fx et 30 s interval. Så skal man flytte
cursoren, så området fra 420 s til 450 s markeres (Brug piletasterne til at ændre startpositionen til cursoren
til 420 s, og vælg ”Ombyt cursor” for at justere ”den anden side” af intervallet til 450 s).
Gennemsnitsværdien for det markerede område vil blive beregnet.
Af figuren til højre, kan man så aflæse på den nedre linje, at gennemsnittet er 85 slag/min i 30 s-intervallet
omkring 435 s.