1. No category

Elevoppgaver | Side 1
ELEVOPPGAVER
Quest for Oil
A.
Elevoppgaver | Side 2
Innhold
Elevoppgaver
1. Spilloppgaver............................................................................................................................................................................................................................................... 3
2.
2.1
2.2
2.3
2.4
Emneoppgaver
Emne: ”Seismikk” (oppgave 1-6)......................................................................................................................................................................................................... 5
Emne: ”Seismikk” (oppgave 7-10)...................................................................................................................................................................................................... 5
Emne: ”Oljebrønner” (oppgave 11-13)............................................................................................................................................................................................. 6
Emne ”Oljeproduksjon” (oppgave 14-16)...................................................................................................................................................................................... 7
3. Spilloppgaver/eksperimenter
3.1 Seismisk undersøkelse av undergrunnen (GeoCase-utstyr)......................................................................................................................................... 8
3.2 Mitt eget lille oljefelt................................................................................................................................................................................................................................. 11
3.3Permeabilitet................................................................................................................................................................................................................................................. 14
3.4 Migrering av olje inn i sand................................................................................................................................................................................................................. 16
3.5 Bestemme bergarters densitet (tetthet)................................................................................................................................................................................... 17
3.6 Andelen av vann og organisk materiale i jord....................................................................................................................................................................... 19
Elevoppgaver | Side 3
1.
Spilloppgaver
Elevoppgaver
De Quest for Oil-relaterte spørsmålene som kan besvares fort, er vist nedenfor.
Oppgave 1
Olje består av:
Oppgave 4
Når oljen er under vann, er den alltid i bevegelse
A)Nedbrutt biologisk materiale fra død fisk, døde planter
osv.
B) En blanding av løste partikler av stein som er brutt
ned av atmosfærisk trykk over millioner av år.
C) Kalkspatkrystaller og kokkolitter, fortettet ved passiv
eksponering for solstråler (UVB) over milliarder av år.
A)Oppover
B)Nedover
C)
Olje er alltid statisk
Oppgave 5
Er skifer veldig porøs, middels porøs eller veldig lite
porøs?
Oppgave 2
Hva er temperaturen 3,4 km under jordens overflate?
A)
B)
C)
180-240° C
120-180° C
A) Veldig porøs
B)Middels
C) Veldig lite porøs
60-120° C
Oppgave 3
Hvilken av disse bergartene inneholder ikke olje?
A)Kalkstein
B)Skifer
C) Vulkanske bergarter
Oppgave 6
For å pumpe opp olje fra havbunnen, brukes en blanding
av:
og
Elevoppgaver | Side 4
Oppgave 7
Forklar hvorfor enkelte bergarter inneholder mer olje
enn andre.
Oppgave 9
Forklar hvorfor det ikke alltid er økonomisk lønnsomt å
kjøpe en splitter ny offshore oljerigg:
Oppgave 10
Forklar hvorfor det ikke alltid er økonomisk lønnsomt å
kjøpe en rørledning.
Oppgave 11
I Quest for Oil brukes det tre ulike typer offshore
borerigger. Si hva de kalles.
1)
Oppgave 8
Forklar hvorfor det er viktig å overvåke
borehastigheten nøye under boring etter olje.
2)
3)
Elevoppgaver | Side 5
2.
Emneoppgaver
Elevoppgaver
Emnerelaterte oppgaver er oppgaver som har med oljeutvinning å gjøre.
2.1 Emne: “Sedimentologi”
Oppgave 1
Er følgende materialer sedimenter?
Begrunn svarene dine.
1)Strandsand
2) Steinsalt
3) Torv
Oppgave 2
Reservoarbergarter: Kalkstein og sandstein er vanlige
reservoarbergarter. Gi en mer detaljert forklaring på
hvorfor, og definer permeabilitet og porøsitet samtidig.
Oppgave 5
Forklar hvorfor det i dag ikke er mulig å hente opp 60 %
av oljereservene i Nordsjøen?
1)
2)
Geologiske grunner
Tekniske grunner
Forklar.
Oppgave 6
Beskriv og forklar minst to forskjellige metoder som
kan brukes til å øke utvinningen av olje fra et oljefelt.
2.2 Emne: ”Seismikk”
Oppgave 3
Er det mulig å øke porøsiteten og permeabiliteten i
reservoarbergarter på kunstig vis? Forklar svaret ditt.
Oppgave 7
Hvordan vises en saltdom (saltdiapir) på et
seismogram? Lag en skisse eller sett inn et bilde / en
figur i svaret ditt, og forklar:
1) Hvordan dannes steinsalt?
2) Hvordan og hvorfor beveger salt seg oppover?
3) Hvorfor er salt en glimrende forseglingsbergart?
Oppgave 4
Ville du primært ha brukt porøsitet eller permeabilitet
for å beregne oljereservene i oljefeltet ditt? Hvorfor?
Elevoppgaver | Side 6
Oppgave 8
Hva ser en forkastningsfelle ut som på et seismogram?
Lag en skisse eller sett inn et bilde i svaret ditt, og forklar.
1) Hvordan dannes forkastninger?
2) Hvordan dannes oljefeller langs forkastninger?
3) Hva kalles oljefeller ved forkastninger?
2.3 Emne: ”Oljebrønner”
Oppgave 11
Boring etter olje og gass er dyrt. Sjansen for å finne olje/
gass er ca. 20 prosent.
Hvilke “kontrollpunkter” bør være med i et boreprogram?
Forklar hvorfor.
Oppgave 9
Hvordan er det seismisk mulig å se direkte tegn på olje/
gass? Forklar:
Oppgave 12
Beskriv rekkefølgen av borehendelser som leder til en
utblåsning, og ta med følgende i beskrivelsen din:
1)
2)
1) Forklar hva som rent teknisk utgjør en utblåsning.
2) Hvordan kontrolleres trykk vanligvis i en brønn?
3) Beskriv kort problemene rundt “Deepwater Horizon”-
katastrofen.
Hvordan påvirker nærvær av gass signalet?
Forklar og skisser hvordan en forkastningsfelle skal tolkes på et seismogram (2D)?
Oppgave 10
Forklar de ulike seismiske teknologiene som brukes:
1) Til sjøs
2) På land
3) Forklar kildene til signalstøy i de ulike teknologiene.
Oppgave 13
Borerigger.
1) 2) 3) Hvilke rigger er vanligst i Nordsjøen, og hvorfor?
Hvilken type rigg brukes på dypt vann (maks. dybde: 4000 m)?
Hvorfor leaser oljeselskapene vanligvis riggene, i stedet for å kjøpe dem?
Elevoppgaver | Side 7
2.4 Emne: "Oljeproduksjon”
Oppgave 14
Produksjonsteknologi - svar på spørsmålene nedenfor:
Oppgave 16
Råolje finnes i forskjellige kvaliteter. Forklar:
1) 2) 3) 1) Hva er forskjellen på “lett” og “tung” olje?
2) Hvordan påvirker råoljens kvalitet markedsprisen på oljen?
3) Hvilken kvalitet har “dansk olje”?
Hva inngår i feltutvidelse?
Når er oljeproduksjonen fullført?
Hvor befinner Danmarks offshore-industri seg, og hva omfatter den?
Oppgave 15
Beskriv miljøproblemer forbundet med offshore
oljeproduksjon, og nevn eksempler på:
1) Miljøproblemer “on site”?
2) Miljøproblemer under transport?
3) Miljøproblemer i Arktis?
BORESKIP
Opererer på havdyp
ned til 3600 meter
HALVT
NEDSENKBARE
RIGGER
Opererer på havdyp ned til
3000 meter.
OPPJEKKBARE
RIGGER
Opererer på
havdyp ned til
150 meter.
BORELEKTERE
Opererer på grunt vann
LANDRIGG
Elevoppgaver | Side 8
3.
Spilloppgaver/eksperimenter
Elevoppgaver
Prosjektuker eller prosjektdager passer godt til å følge opp med et eksperiment.
Merk: Disse oppgavene krever vanligvis materiell som må skaffes til veie på
forhånd av instruktøren. Se under ”Materiell” i den aktuelle oppgaven for å
finne en detaljert liste over materiellet.
3.1 Seismisk undersøkelse av
undergrunnen (GeoCase-utstyr)
Formål
Å få bedre innsikt i studiet av undergrunnen i forbindelse
med oljeleting, geologiske undersøkelser av undergrunnen
og jordskjelvbølger.
Utstyr
• Målebånd
• Blyant og papir
• 4 geofoner
• Geofonsensor (HS4-enhet)
• Aluminiumsplate med permanent tilkoblet kabel
• Stor hammer med permanent tilkoblet kabel
• Hørselvern
VIKTIG:
Ta godt vare på utstyret, etter som det hverken er vanneller regntett.
Eksperimentforberedelser
Oppgave 1
Velg et passende, flatt sted, f.eks. et jorde eller en
fotballbane.
Plasser geofonene ved forsiktig å sette spissen ned i bakken. (DE ER FOR SKJØRE TIL Å TRÅS NED!) Sett geofonene
på en rett linje i den nummererte rekkefølgen, med 3
meters avstand.
Oppgave 2
Koble de 4 nummererte geofonene til de 4 nummererte
kontaktene på forsiden av HS4-enheten (rød til rød og
svart til svart).
Oppgave 3
Koble den hvite ledningen med det serielle støpselet til
baksiden av HS4-enheten, og koble deretter støpselet fra
hammeren til en av portene på den hvite ledningen. Koble
det andre støpselet på den hvite kabelen til aluminiumsplaten. Deretter må du koble HS4-enheten til USB-porten på
datamaskinen.
Oppgave 4
Start Handyscope HS4-programmet, hvis dette ikke alt er
gjort. Klikk på ”Scope” i den lille boksen som vises.
Når programmet startes, må du velge ”File” og klikke på
”Restore instrument setting...” (gjenopprett instrumentinnstilling). Finn filen ”Basisopsatning til seismik.set” på
skrivebordet.
Oppgave 5
Deretter må du velge beregning av gjennomsnittet av 4
slag. Gå inn i menyen Measure (måling), velg «Perform
averaging of» (Ta gjennomsnittet av) og deretter «4 measurements» (4 målinger).
START DE SEISMISKE MÅLINGENE
Elevoppgaver | Side 9
Ettersom bare to geofoner brukes i de første øvelsene, må
du ”fjerne” de ekstra geofonene (3 og 4) ved å klikke på
”øynene” nederst på skjermen (geofonene fortsetter å måle,
men vil ikke være synlige på skjermen).
Når alle fire geofoner må brukes, kan du bare klikke på
geofonene igjen for å gjøre alle målingene synlige.
1. Plasser to geofoner ved siden av hverandre i en avstand på 2 m fra metallplaten. Slå på metallplaten med
hammeren. Hvor lenge varer de to bølgene som registreres av geofonene? Den registrerte bølgeformen skal være (nesten) identisk for de seismiske bølgene.
Er de?
2. Flytt en av geofonene 2 m lenger bort fra metallplaten
og slå på den igjen. Hva er forskjellen i gangtid (som
registrert av geofonene)? Lag et estimat for den
seismiske hastigheten i sedimentlaget under geofonene.
Hva skjedde med amplituden til den bølgen som ble
registrert av den geofonen som befant seg lengst fra
metallplaten? Hvorfor skjedde dette?
3. Plasser en geofon inntil metallplaten. Plasser den andre
geofonen 0,5 m fra metallplaten. Slå på platen igjen, og
noter gangtiden som registreres av disse to geofonene.
Flytt den geofonen som befinner seg lengst fra platen,
til et punkt 10 m fra metallplaten, i trinn på 0,5 m.
Mål gangtiden for den seismiske responsen for hvert
intervall (trinn), helt ut til den ytterste plasseringen.
4. Bruk alle fire geofonene i denne øvelsen. Finn den seismiske hastigheten i grunnfjellet. Hvis det er to lag med sedimenter, vil det være to hastigheter. Hvis det er to lag med sedimenter, finn da dybden ned til det andre laget.
Behandle resultatene
Plott tiden for innsatsen (bølgeankomsten) som en
funksjon av avstanden for den seismiske kilden.
Hvis det er to lag, vil grafen likne på figur 1, ellers vil grafen
være en rett linje.
Den tiden det tar for en bølge å bevege seg gjennom homogent materiale, er lineær.
I grafen på figur 1 ser vi at punktene ikke er lineære.
Derimot kan vi tegne to linjer (rød linje 1 og 2). Dette betyr
at vi har å gjøre med to ulike lag. Linje 2 er den refrakterte
bølgens varighetskurve. Xc er den korteste avstanden den
refrakterte bølgen kan måles fra, og kalles kritisk avstand.
Tid (sek)
Figur 1
Linje 2
Geofon 5
ti
Geofon 3
Geofon 4
Geofon 2
Geofon 1
Linje 1
0
0
XC
Avstand (m)
Figur 1: Eksempel på tider plottet for en seismisk måling. xc viser hvor linje 2 starter. Linje 2 skal være en
stiplet linje fra xc til x=0.
Elevoppgaver | Side 10
Avstanden (dybden) til sjiktgrensen mellom to lag kan
bestemmes ved hjelp av følgende formel:
Der:
z = dybde
1 = hastighet i øvre sjikt
ti = skjæringspunkt på tidsaksen for den ekstrapolerte linje 2
O = kritisk refraksjonsvinkel
1 kan finnes ved hjelp av helningen av linje 1, 1. v1 beregnes
som 1/1. v2 kan bestemmes på samme måte, ved hjelp av
helningsfaktoren for linje 2, 2: v2=1/2. c kan så bestemmes
ved hjelp av refraksjonsloven: sin c =v1/v2 ti avleses på
grafen.
5. Hvilke geologiske materialer gir de målte hastighetene?
Hvis din linje 1 ikke går gjennom (0.0) i diagrammet, er det
en forsinkelse i oppsettet for måleutstyret.
Dette er ikke uvanlig og kan avhjelpes ved å parallellforskyve hele grafen, slik at linje 1 går gjennom (0.0). I praksis
betyr dette bare at tidene som avleses fra (0.0) og opp til
det punktet hvor linje 1 skjærer y-aksen, må trekkes fra alle
tider som er registrert på grafens y-akse.
z=
1
2
v1t1/cosOc
6. Vurder det seismiske signalets hovedintervall ved å telle
bølgetopper (eller -daler) over et veldefinert tidsintervall. Beregn signalets hovedfrekvens og bruk forholdet
V til å regne ut signalets bølgelengde i de sjiktene du har
funnet.
Rydde opp
Pakk sammen utstyret og rull opp ledningene forsiktig.
Elevoppgaver | Side 11
3.2 Mitt eget lille oljefelt
Seismiske profiler
Forutsetninger
Nord
Brønnen MOLO-1
1. Vi har to seismiske profiler gjennom reservoaret (se
figur).
2. Brønnen MOLO-1 traff toppen av reservoaret på XXXX
fots dyp.
Vest
3. Brønnen MOLO-1 traff overgangssonen mellom olje og
vann (bunnen av reservoaret) på XXXX fots dyp.
Sør
4. Gjennomsnittlig porøsitet () er satt til 0,XXX (xx,x
vol.-%)
5. Reservoarets bergart omfatter en annen bergart uten
reservoarkjennetegn Netto-/bruttoforholdet (N/G) er
0,90 (90 % v/v)
Øst
Seismiske profiler
fot
6. Gjennomsnittlig vannmetning (Sw) i reservoaret er
0,XX (XX vol.-%)
Brønnen MOLO-1
5,700
Toppen
avreservoaret
6,000
7. Oljeformasjonens volumfaktor (FVF, reduksjon i
oljevolumet som følge av gassinnhold for å justere
trykket og temperaturen i reservoaret til atmosfæriske
forhold) er satt til 1.2.
6,300
6,600
6,900
7,200
8. Utvinningsfaktoren (RF) er satt til 0,25 (25 % av oljen
som opprinnelig var i feltet (STOIIP), hentes dermed
opp til overflaten).
Kontaktflate
mellom olje
og vann
(overgangssone)
7,500
7,800
0
1,000
2,000
3,000
Din oppgave er nå å:
NB: X-aksen er i fot og Y-aksen er i meter
1. Beregne formasjonens volum (GRV = Gross Rock
Volume)
2. Beregne det oljevolumet som kan utvinnes fra
reservoaret (STOIIP)
3. Beregne reservene
4,000
5,000
6,000 m
Elevoppgaver | Side 12
Brønnen MAO-1
00 0.6
TNPH
CFCF
0
00 0.75
DRHO
G/C3
-0.25
00 1.7
RHOB
G/C3
140
DTCO1
US/F
DEPTH
FT
0 0
VSH
CFCF
1
0
1
PHICFCF
0
0.5
VGASCFCF
0
0
0.5
VOILCFCF
0
VSH
0.5
0.5
2.7
40
Oppgave 1
Formen på reservoaret minner om en avskåret kule.
PHICFCF
BVW
0 1
SWCFCF
TVDSS
FT
VSH
ListaPHIFm
North Sea Marl
Top D1
6800
GOC
6950
Top D2A
Top D2B
Mh
M1A
7000
6900
7050
M1b1
M1b2
M1b3
M1b4
Ca. 180 fot krittoljereservoar
M1b5
h ≈ 60 m
M1b7
feet
5,700
6,000
7100
6,300
M1b8
7000
NB: the X axis is in feet and the Y axis is in metres
7150
6,600
6,900
M2
7,200
7,500
7,800
7200
7100
7250
M3
7300
OWC
M4
7200
7350
En sondemåling resulterte i den viste profilen for brønnens porøsitet
og hydrokarbonmetning.
0
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000 m
Formasjonens volum (GRV) er volumet til en avskåret kule
med en høyde h og radius α.
h finnes ved hjelp av sondemålingen fra brønnen
α bestemmes på grunnlag av seismogrammet.
Beregn GRV ved å sette inn i uttrykket
(tallet kan bli meget stort!)
GRV = 1/6·π·h·(3·α²+h²)
Elevoppgaver | Side 13
Oppgave 2
Oppgave 3
•
•
•
•
•
Vi konverterer STOIIP (m³) til STOIIP (millioner fat) ved å
sette inn i dette uttrykket:
Formasjonens volum (GRV)
Netto/brutto-brøk (N/G)
Porøsitet ( )
Oljemetning (Soil) = 1 – vannmetning (Sw)
Oljeformasjonens volumfaktor (FVF, her satt til 1.2)
Beregn STOIIP ved hjep av dette uttrykket
(enheten på dette stadiet er m3)::
STOIIP = GRV · N/G · · Soil / FVF
STOIIPmillioner fat = STOIIPm³ · 6.29 : 1,000,000
Regn til slutt ut reservene, basert på en utvinningsfaktor
(RF) på 0,25 (= 25 %):
reserves = STOIIPmillioner fat· RF
Elevoppgaver | Side 14
3.3 Permeabilitet
Formål
Formålet med dette eksperimentet er å vise at forskjellige
jordarter har ulik permeabilitet og vannkapasitet.
Teori
Jord består av tre komponenter:
1. Harde komponenter, dvs. mineraler og organisk
materiale
Hulrom i jorden kan inneholde både luft og vann.
Vann- og luftvolumet kalles med en fellesbetegnelse jordartens porevolum. Forholdet mellom porevolumet og jordens
harde komponenter er et uttrykk for jordens porøsitet
(målt i %).
Jord med store hulrom kalles porøs.
Variasjoner i de relative volumene til disse tre komponentene betyr at jordens permeabilitet, dvs. for vann, varierer.
Hastigheten vann når ned til grunnvannet med, angis i
mm/min. Hastigheten for vann er høyest der hulrommene
i jorden er størst.
2. Vann med løste stoffer
3. Luft med en noe annen sammensetning enn luften i
atmosfæren.
På samme måte påvirker variasjoner i de tre komponentene jordens evne til å holde på vann.
Porøsitet
Store, runde korn av samme
størrelse danner mange
hulrom mellom hverandre.
Denne typen jord har god
hydraulisk ledeevne.
Høy permeabilitet.
Mindre korn betyr mindre
hulrom mellom kornene.
Lavere permeabilitet..
Hvis jordtypen har forskjellige kornstørrelser, som f.eks.
i matjord, vil de små kornene
fylle ut hulrommene, og vann
vil ikke flyte så lett gjennom
jorden.
Lav permeabilitet.
Leire henger sammen i små,
flate korn som det er nesten
umulig for vann å trenge
gjennom. Leire kan danne et
vannstoppende lag.
Mellom null og nesten null
permeabilitet.
Elevoppgaver | Side 15
Hypotese
Skriv en velbegrunnet hypotese om forventet korrelasjon
mellom porøsitet, permeabilitet og evne til å holde på vann
for din sand- eller jordblanding.
Materialer
Trakt, filtreringspapir, 250-300 ml målesylinder, 300 ml
konisk flaske, vekt, fin sand, middels grov sand, grov grus,
vann og en klokke.
Fremgangsmåte
Vei opp tilsammen 200 g av hver kornstørrelse på et stykke
filtreringspapir.
Eksperimentet kan varieres ved å blande ulike kornstørrelser og/eller ved å bruke fruktbar hagejord i eksperimentet.
Noter starttiden når de første dråpene drypper inn i
målesylinderen, og sluttiden for den siste dråpen.
Les av vannvolumet i målesylinderen.
Beregn vannmengden som holdes tilbake i prøven.
Gjenta denne prosedyren for de andre to kornstørrelsene.
Resultater
Beregn permeabiliteten.
Behandle resultatene i et stolpediagram for hver av de tre
prøvene.
Diskusjon
Forklar resultatene med begrepene porøsitet, permeabilitet
og vannkapasitet.
Plasser trakten i målesylinderen av plast.
Plasser filtreringspapiret med det veide volumet i trakten.
Hell 300 ml vann over prøven. Hell sakte inn i midten av
trakten.
Grus
Sand
Silt
Leire
Elevoppgaver | Side 16
3.4 Migrering av olje inn i sand
Hypotese
Formål
Å utføre enkle eksperimenter for å lære mer om hvordan
olje migrerer gjennom sand.
Hvordan forventer du at olje som befinner seg under et lag
av sand, vil bevege seg?
Teori
Olje og gass dannes i grunnfjell som er rikt på organisk
materiale.
For at oljen og gassen skal kunne samles i en oljefelle det
lønner seg å utvinne den fra, må oljen/gassen først migrere,
dvs. ”vandre” gjennom permeable lag før de til slutt fanges
under et ugjennomtrengelig lag som har en form som kan
holde på oljen/gassen.
Og hvordan vil et lager av leire påvirke migreringen av olje?
Begrunn hypotesen din.
Forutsetninger for olje- og gassforekomster
Felle
Reservoar
Kildebergart
Leire
Sand
Forutsetninger for olje- og gassforekomster
Organisk materiale
Materialer
Sand, glassbeger eller glass, vann, vegetabilsk olje (blandet
med farge og litt oppvasksåpe), leire.
Fremgangsmåte
Hell 1-2 cm av oljen over i glasset.
Hell deretter sand oppå dette, så den dekker oljen og
danner et ”rent” lag av sand.
Helt til slutt forsiktig 2-3 cm vann i glasset.
Sett oljen til side i 20-30 minutter og observer den.
La prøven stå til neste modul, og se om mer olje har migrert.
Diskuter resultatene og en ny hypotese om dannelse av
oljefeller. Var hypotesen din riktig? Hvis ikke, må du reformulere hypotesen. Tok du med løseligheten av fargestoffet
i hypotesen din?
På grunnlag av resultatene skal du så sette opp et nytt
eksperiment for å vise hvordan en oljefelle fungerer. Du vil
også få utlevert leire, i tillegg til det materiellet du allerede
har.
Konklusjon
Elevoppgaver | Side 17
3.5 Bestemme bergarters densitet
Formål
Å utføre eksperimenter og målinger som gjelder tettheten i
ulike bergarter.
Materialer
Forskjellige bergarter
Vektskåler
Små nett (f.eks. som poser brukt til å pakke fugletalg)
Fjærvekt (en pr. gruppe)
Stort (0,5–1 l) glassbeger
Vann.
Fjærvekten måler kraft i N. Dette må konverteres til gram
ved å multiplisere med 1000 og dividere med 9,82, ettersom
1 N = 1 kg x m/s2, og tyngdens akselerasjon er 9,82 m/s2.
Fremgangsmåte
Klassen deles inn i fire ulike grupper, der hver av dem får
utlevert et antall identifiserte steinprøver.
1. Plukk opp prøvene én og én, og vurder tettheten deres.
Prøv om gruppen din kan bli enige om en rangering av
prøvene etter tetthet (fra minste til største). Bruk dette
som hypotesen deres.
Lavest
Teori
Tetthet er definert som masse pr. volumenhet, ofte angitt
som g/cm3. Hvis den substansen som måles, har en målbar
form (f.eks. som en kube eller en kule), kan den måles, og
volumet beregnes. Men de steinprøvene vi skal måle, har
en så ujevn form at det ville vært håpløst å skulle måle dem
for å beregne volumet av dem.
Dette eksperimentet bruker derfor Arkimedes’ prinsipp,
som sier at oppdriften som virker på et legeme nedsenket
i vann, uansett om det er helt eller delvis nedsenket, er
lik vekten av den væsken legemet fortrenger. Hvis vi
senker en stein helt ned i vann, vil vekten av det fortrengte
vannet i gram være lik steinens volum i kubikkcentimeter,
ettersom tettheten av vann er 1 g/cm3 (noe avhengig
av temperaturen, men den er ikke signifikant for dette
eksperimentet).
Arkimedes var en gresk matematiker, fysiker
og ingeniør som levde mesteparten av sitt liv (ca.
287-212 f.Kr.) i Siracusa i Sicilia. Han etterlot seg
store mengder skrifter med teoretiske betraktninger og matematiske beregninger av fysiske
forhold. De ble ikke seriøst etterprøvet i Europa
(oversatt fra arabiske kilder - deretter direkte
fra gresk) før i Renessansen, da de fikk stor
innflytelse på utviklingen av naturvitenskapen.
Men Arkimedes var også praktiker, og mange av
hans oppfinnelser er fortsatt i bruk, som taljesystemet og Arkimedes’
skrue (en ”uendelig” skrue brukt til å transportere vann i høyden),
men bare noen få, enkeltstående opplysninger om dem har overlevd.
Legenden vil ha det til at han, da han oppdaget prinsippet om vekten
av den væsken et legeme fortrenger, reiste seg fra badekaret og ropte
”Eureka!”. I dag brukes dette uttrykket når en kompleks sammenheng
er forstått. EUs industrielle program EUREKA har for eksempel hentet
sitt navn fra dette uttrykket.
Kilde: Den store danske Encyklopædi (dansk leksikon).
Høyest
NB! Geologer bruker ofte uttrykkene ”lett” og ”tung” når de
faktisk mener ”lav” eller ”høy” tetthet. ”Tunge” bergarter/
mineraler defineres som bergarter/mineraler med høy
tetthet.
2. Vei nå steinprøvene én etter én i tørr tilstand: plasser
dem i den lille nettingposen og heng posen på kroken
til fjærvekten. Når fjæren slutter å bevege seg, må du
lese den av så nøyaktig som mulig (N = Newton), og
noter avlesningen på skjemaet. De fleste av prøvene vil
nok veie mindre enn 200 g, hvilket er grunnen til at du
kan bruke en 2 N-fjærvekt; men siden basaltprøvene
veier mer, vil du måtte bruke 5 N-fjærvekten for å veie
dem.
3.
Hell 500 ml vann in glassbegeret.
4. Vei så prøvene på nytt, men denne gangen mens de er
helt nedsenket i vann. Sørg for at prøven ikke berører
bunnen eller sidene av begeret, og at den lange kroken
til fjærvekten ikke berører vannet.
5. Beregn tettheten til de ulike bergartene (for denne
prosedyren er det nyttig med et regneark).
Last ned Excel-regnearket med kalkulatoren på
www.questforoil.com/qfo-for-schools
Elevoppgaver | Side 18
Resultater
Bergart
Vekt i luft, g
=1000 x N/9,82
Diskusjon
Hva forteller tettheten til en bergart om:
• Hvilke mineraler den er sammensatt av?
• Hvordan den ble dannet?
Konklusjon
Vekt i vann, g
=1000 x N/9,82
Vekttap, g =
volum,
cm3
Densitet, g/cm3
Elevoppgaver | Side 19
3.6 Andelen av vann og organisk
materiale i jord
Teori
Jord inneholder mineraler, vann og luft, i tillegg til store
eller små mengder organiske stoffer, som for eksempel
planterester, dyr og mikroorganismer. Ved å utsette en
jordprøve for sterk varme går det an å brenne bort de organiske komponentene, og sitte igjen kun med mineralene.
Formål
Å bestemme den prosentvise andelen av organiske stoffer i
tørrstoffet av en jordprøve.
Materialer
Jordprøve
Smeltedigel
Bunsenbrenner
Tenger for å holde smeltedigelen
Vektskåler
Rack
Eksempel på eksperimentforberedelser
Fremgangsmåte
Bestem fuktighetsinnholdet:
1. Vei opp 20 g jord, sett prøven i en ovn ved 110o C, og la den stå i 24 timer.
2. Vei prøven og beregn vanntapet.
Bestem andelen organisk materiale
1. Vei en tørket jordprøve – ikke bruk mer enn ca. 20 g
2. Plasser jordprøven i en liten smeltedigel av porselen,
og varm den opp over en bunsenbrenner, til den er
rødglødende.
VIKTIG:
Utfør eksperimentet i et avtrekksskap om mulig!
Prøven bør være rødglødende i minst 25 minutter.
3. Vei jordprøven igjen.
Regne ut resultatene
4. Regn ut hvor mye organisk materiale (i %) jorden
inneholder, ved å dele vekten av den etter oppvarming
på vekten av den før oppvarming, og gange dette med
100.
Svarark
Quest for Oil
Oppgave :
Oppgave :