Állati szigetelés

A madarak és az emlősök tollazatuk és bundájuk segítségével tudják változtatni a testhőmérsékletüket.

Látott-e már valaki hideg időben „felborzolt” szőrű macskát vagy tollú csirkét? Néha úgy tűnik, a normál méretük kétszeresét is elérik. Miért teszik ezt? És mit csinálnak azok az állatok, akik tényleg nagyon hideg körülmények között élnek, mint pl. a jegesmedve? Még arra is képesek, hogy akár órákon át ússzanak a majdnem fagyos vízben! Hogy csinálják?

A levegő szigetelő tulajdonságát könnyen megfigyelhetjük jégkockával végzett kísérlet segítségével: A gyakorlat során összehasonlítjuk egy buborékos csomagolóanyagba tekert és egy csomagolóanyag nélküli jégkocka felolvadási sebességét. 

Foglalkozás leírása:

Egyszerű magyarázat (9-10 éveseknek)

A madarak és az emlősök melegvérűek, ami azt jelenti, hogy testhőmérsékletüknek közel állandónak kell lennie, így melegen kell tartani magukat. Ugyanakkor nem tudnak elmenni és venni egy meleg kabátot vagy befűteni a szobában, amikor hideg van. 

Az állatok különböző stratégiákat alkalmaznak ennek a problémának a megoldására. A legtöbb emlősnek bundája és a legtöbb madárnak tollazata van. Az egyik stratégia, hogy egyszerűen „felfújják” a bundájukat vagy tollukat, így több levegőt képesek „megfogni”, ami önmagában is szigetel. 

A jegesmedve egy másik stratégiát alkalmaz: fekete a bőre és a bundája dupla rétegű. A fekete bőr elnyeli a nap melegét. Az alsó, sűrű szőrmeréteg minimálisra csökkenti a test hőveszteségét, a felső durvább szőrszálak pedig védik az alsót a sérülésektől.

Képzeld el, hogy egy napsütéses napon a szabadban vagy, fekete pólót viselsz, a barátod pedig fehér pólót. Kis idő múlva észreveszed, hogy a fekete pólód melegebb, mint a barátod fehér pólója. Ennek az az oka, hogy a fekete felületek több hőt nyelnek el, mint a fehérek. Amikor a napfény elér egy felületet, vagy visszaverődik vagy elnyelődik. A fehér felületek több napfényt vernek vissza, míg a fekete felületek több napfényt nyelnek el. Amikor egy felület elnyeli a napfényt, hővé alakul. Tehát, ha egy fekete felület több napfényt nyel el, akkor ezzel több hőt is, így tapintásra melegebb lesz, mint egy fehér felület, amely több napfényt és hőt ver vissza.

Haladó magyarázat (11-12 éveseknek)

A madarak és az emlősök melegvérűek, ami azt jelenti, hogy testhőmérsékletüknek közel állandónak kell lennie, így melegen kell tartani magukat. Ugyanakkor nem tudnak elmenni és venni egy meleg kabátot vagy befűteni a szobában, amikor hideg van. 

A melegvérű állatok gyakran használják a levegőt testük melegen tartására. A meleg levegőt igyekeznek a testükhöz közel tartani, amiben a bundájuk vagy a tollazatuk van segítségükre. A bőrük mellett „tárolt” levegőt az állat teste melegíti. A levegőnek jó a hőmegtartó képessége, mivel a molekulái viszonylag távol vannak egymástól, így a hő nehezebben alakul át vagy vész el.

A jegesmedve egy másik stratégiát alkalmaz: fekete a bőre és a bundája dupla rétegű. A fekete bőr elnyeli a nap melegét. Az alsó, sűrű szőrmeréteg minimálisra csökkenti a test hőveszteségét, a felső durvább szőrszálak pedig védik az alsót a sérülésektől. Bundájának felső rétege üreges és olajos, ez is segít a szigetelésben: az olajos réteg szárazon tartja a bunda alsó rétegét, míg az üreges szőrszálak szigetelnek és még az úszást is megkönnyítik.

Az emberek már régóta használják az állati bundákat vagy a madarak (pehely)tollát testük melegen tartására. Manapság is népszerűek a szőrme- vagy tollkabátok. Azt is megtanultuk, hogyan kell mesterségesen üreges szálakat készíteni (ami hasonlít a jegesmedve felső szőrmerétegéhez) vagy olyan szigetelő habokat gyártani, amik rengeteg levegőt tartalmaznak.

Az U.S.A.-ban egy fiú olyan kabátot talált ki, amit a hidegben fel lehet fújni, melegebb időben pedig le lehet ereszteni (itt lehet megnézni). Egy cég gyárt is ehhez hasonlót: egy kézi pumpa segítségével lehet benne változtatni a levegő mennyiségét.

Rengeteg energiát fordítunk az épületeink fűtésére és hűtésére. Az egyik legjobb módja a kevesebb energia felhasználásának, ha jobban szigeteljük az épületeket. A levegő felhasználása sokat segíthet ebben. A falak, padlások, ablakok szigetelésével csökkenthetjük a felhasznált energia, így a kibocsátott üvegházhatású gázok mennyiségét is.

Környezetismeret/Természettudomány

·         Megfigyelőképesség fejlesztése; megfigyelés, kísérletezés, tapasztalás

·         Ok-okozati összefüggések feltárása

·         Az élettelen anyagok és környezeti tényezők jellemző érzékelhető tulajdonságai

·         Az élőlények és részeik jellemző érzékelhető tulajdonságai

·         Az állatok testfelépítése

·         Az energia

Technika és tervezés (Technológia, mérnöki tudományok)

·         Az anyagok tulajdonságai

·         Természeti anyagok tapasztalati úton történő megismerése, felhasználása

·         Takarékos gazdálkodás az anyaggal, energiával, idővel

·         Ok-okozati összefüggések

·         Építészet építőanyagai, szigetelőanyagok

Digitális kultúra (Mérnöki tudományok)

·         Digitális eszközök használata

Vizuális kultúra (Művészetek)

·         Kísérletezés egyszerű anyagokkal

·         Technológia és hagyomány

Matematika

·         Adatok megfigyelése, gyűjtése, rögzítése

·         Mérés és mértékegységek