Vattentorn, så funkar de! (Fy, Ma, Tk)

Eleverna experimenterar med kommunicerande kärl och reflekterar över tryck.

Mål

Efter lektionen bör eleverna känna till:

hur ett vattentorn fungerar.
hur kommunicerande kärl fungerar.
var ett par av kommunens vattentorn ligger, hur de ser ut och vad de heter.

Eleverna bör också kunna reflektera över:

varför många vattentorn är höga och byggda på höjder.
varför vattnet kommer med högre tryck om man bor på första våningen i ett hus jämfört med på översta våningen.

Viktiga ord

Självtryck, vattenreservoar, kommunicerande kärl.

Material

Karta över kommunen för att markera vattentornen. Vatten, u-rör och eventuellt andra typer av rör.

Tidsåtgång

Ca 60 min.

Ett förråd med vatten

Ett vattentorn är en vattenreservoar, ett förråd, på hög höjd. Det behövs för att utjämna skillnaden i vattenverkets produktionstakt och den takt som hushållen konsumerar vattnet i.

Produktionen från vattenverken är oftast jämn. Konsumtionen kan däremot vara ojämnt fördelad över dygnets timmar. På dagen används mycket vatten men på nätterna används betydligt mindre. Ibland kan vattenverket drabbas av problem som gör att det inte går att leverera vatten under en tid.

Det ska helst inte märkas hos konsumenterna. Därför behövs en reservoar som kan lagra tillräckligt mycket vatten för att det hela tiden ska finnas en jämn tillgång på vatten i kommunen.

Elevuppgift 1

Arbeta i smågrupper och fundera över

Vid vilka tillfällen på dygnet förbrukar kommuninvånarna mest vatten?
När på året förbrukar kommuninvånarna mest vatten?
Varför byggs vattentorn just i form av torn och dessutom ofta på höjder?
Varför är det viktigt för ett samhälle att kunna förvara vatten på detta sätt?
Var finns vattentornen där du bor?
Varför behövs vattentorn. Kan man klara sig utan vattentorn?
Diskutera hur vattnet kommer till och från vattentornen

Jämför gruppernas svar i helklass. Markera de kommunala vattentornen på en karta. Om det är praktiskt möjligt kan grupperna få i uppgift att fotografera kommunens vattentorn. Vem tar den häftigaste bilden? Skriv ut bilderna och fäst dem på kartan eller dela dem på @vatten2030 på Instagram.

Vattentorn + ledningsnät = kommunicerande kärl

Kommunicerande kärl är två eller flera kärl som på något sätt är förbundna med varandra. Om man häller vatten i ett av kärlen kommer vattennivån i alla kärlen att bli lika hög. Formen och storleken på kärlen spelar ingen roll, de kan se olika ut och även befinna sig på olika höjd. Vattenytan kommer ändå att befinna sig på samma höjd i kärlen. På det här sättet fungerar vattentorn.

Från vattenverket pumpas vatten via vattenledningar fram till vattentornets fot och vidare upp i tornet. Från vattentornet rinner sedan vattnet ut i ledningsnätet till alla hushåll för att så småningom nå fram till din vattenkran. Tack vare att vattenytan i tornet ligger högre än din kran rinner vattnet med självtryck och behöver inte pumpas fram.

Vattentornet och vattenledningarna fungerar som kommunicerande kärl. Men vattenkranen i kommunens högsta hus kan inte befinna sig högre upp än vattenytan i vattentornet. I så fall kommer det inget vatten ur kranen. (I praktiken måste kranen befinna sig en bit lägre än vattenytan i tornet eftersom det blir vissa tryckförluster när vattnet rinner genom ledningsnätet.)

På Wikipedia finns en skiss över hur ett vattentorn fungerar och på kommunicerande kärl.

Elevuppgift 2

Låt eleverna undersöka hur ett vattentorn och ledningsnät fungerar.

Material:

Genomskinlig plastslang, t.ex. akvarieslang med förslutningsbara ändar, karamellfärg (valfritt), whiteboardtavla eller ett stort papper som du kan fästa på väggen samt pennor.

Gör så här:

Blanda vatten och karamellfärg (karamellfärgen används för att det ska synas bättre).

Häll blandningen i slangen.

Rita ett vattentorn och ett höghus på papperet eller whiteboardtavlan. Huset ska ligga lägre än vattentornet.

Håll slangens ena ände i vattentornet och den andra i höghuset. Hur rinner vattnet nu?

Rita några nya våningar på höghuset så att det blir högre än vattentornet, vad händer med vattnet i slangen nu?

Om det finns möjlighet låt eleverna experimentera u-rör och andra typer av rör för att se hur kommunicerande kärl fungerar.

Fundera över följande frågor

Hur kan ett vattentorn förse hushåll med vatten utan att det finns en motor som pumpar ut vattnet.
Varför kommer vattnet med högre tryck ur kranen om man bor på första våningen i ett hus jämfört med om man bor på tjugonde våningen?
Finns det några andra exempel på vattenbehållare som liknar vattentorn i vardagen (bevattningssystem, vattenflaska för små djurburar etc.)

Lektionen kan med fördel kombineras med Bygg ett vattentorn!

Arbeta vidare

Fundera på var vattnet kommer från innan det kommer till vattentornet. Här kan lektionerna om Vattenrening med filtrering och Vattenrening med kemisk fällning användas.