När du ställer en kastrull med vatten på spisen blir både kastrullen och vattnet varmare. Energin kommer från spisen, som i sin tur får elektrisk energi från vägguttaget. Med spisen omvandlas den elektriska energin till värmeenergi.

Värmen leds först genom kastrullens botten och sedan vidare till vattnet. När vattnet värms upp börjar vattenmolekylerna röra sig snabbare. Ju mer energi som tillförs, desto snabbare rör de sig och desto högre blir vattnets temperatur.

När temperaturen når 100 °C börjar vattnet koka. Då bildas bubblor av vattenånga i vattnet. Bubblorna stiger mot ytan och spricker, och därför ser det ut som att vattnet bubblar kraftigt.

Om du lägger ett lock på kastrullen vill vattenångan ändå ta sig ut. Vattenmolekylerna rör sig åt alla håll och krockar med locket. Kollisionerna skapar ett tryck som kan få locket att röra sig eller lyftas upp en liten bit.

Värme och temperatur hör ihop, men de betyder inte samma sak. Temperaturen mäter egentligen hur snabbt partiklarna i ett ämne rör sig. När partiklarna rör sig snabbt är temperaturen hög, och när de rör sig långsamt är temperaturen låg.

Värme är energi som överförs från ett varmare föremål till ett kallare. Det överförs värme från spisen till kastrullen med vatten. Och om du lägger en isbit i ett glas med varmt vatten överförs värme från vattnet till isbiten. Vattnet kyls ner samtidigt som isbiten värms upp och börjar smälta. Överföringen fortsätter tills vattnet och isen har fått samma temperatur.

Hur mycket energi som behövs för att värma upp något beror på vad det är och hur mycket det finns. Det krävs till exempel mer energi för att värma en hel kastrull med vatten än för att värma ett litet glas. Och metallen i kastrullen är lättare att värma än vattnet i den.

Den svenske fysikern Anders Celsius levde på 1700-talet och hittade på en temperaturskala där det är hundra steg mellan temperaturen då vatten fryser och då vatten kokar. Vi brukar därför mäta temperatur i grader Celsius som vi skriver °C. Etthundra grader Celsius skrivs till exempel 100 °C.

I exemplet med kastrullen på spisen överförs värme från spisen till kastrullen och vidare till vattnet. Värme är en form av energi, men energi kan finnas i många olika former. Spisen får elektrisk energi från vägguttaget. Den elektriska energin kan till exempel komma från solceller, vindkraftverk eller ett vattenkraftverk långt borta. I spisen omvandlas den elektriska energin till värme, som sedan värmer kastrullen och vattnet.

När vattnet börjar koka kan vattenångan få locket att röra sig. Locket kan då skallra så att du hör ett ljud. Även ljud är en form av energi. I det här exemplet omvandlas alltså elektrisk energi först till värme, sedan till rörelse och ljud.

Energi är inte ett ämne på samma sätt som vatten eller luft. Vi kan inte hålla energi i handen, men vi kan märka den genom vad den gör. Energi kan få saker att röra sig, lysa, värmas upp eller förändras.

När du springer omvandlas kemisk energi från maten till rörelse och värme. När solen värmer marken överförs strålningsenergi från solen till värme. När en mobil laddas lagras elektrisk energi som kemisk energi i batteriet. Energi kan alltså omvandlas från en form till en annan. Den kan inte skapas eller försvinna, men den kan spridas ut till omgivningen, ofta som värme. Då blir den svårare att använda till något nytt.

När vattnet i kastrullen börjar koka övergår en del av det till vattenånga. Ångan tar större plats än det flytande vattnet och trycker därför på locket för att komma ut. På så sätt uppstår en kraft som är riktad uppåt. Krafter kan få saker att börja röra sig, öka eller minska farten eller ändra rörelseriktning. Det behövs till exempel en kraft för att få en cykel att svänga.

Jordens dragningskraft håller dig kvar på marken. När du hoppar trycker du ifrån med fötterna och påverkar marken med en kraft. Marken trycker samtidigt tillbaka på dig, så att du lyfter. Under en kort stund befinner du dig i luften, men jordens dragningskraft gör att du snart faller tillbaka och landar igen.

[Bild på en flicka som hoppar höjdhopp]

För att förstå världen omkring oss behöver vi förstå hur krafter påverkar föremål och partiklar. Om du knuffar på en gunga börjar den röra sig – och din kompis blir förhoppningsvis glad. När du knuffar påverkar du gungan och kompisen med en kraft som förändrar deras rörelse. Fortsätter du att knuffa i rätt ögonblick kan gungan komma högre och högre. Samtidigt märker du kanske att armen blir trött. Det krävs energi för att knuffa gungan. Om du sedan slutar ser du att den fortsätter att gunga en stund. Energin som du använde har överförts till gungan och din kompis.

Med hjälp av krafter kan vi alltså förändra hur något rör sig. Men en kraft leder inte alltid till att ett föremål börjar röra sig. När du trycker på en vägg känner du tydligt att du använder en kraft, trots att väggen står stilla. Samtidigt som din hand trycker på väggen, trycker väggen tillbaka på din hand med en lika stor kraft i motsatt riktning [blålänk: Kraft riktad åt andra hållet]. De båda krafterna verkar på olika föremål: din hand påverkar väggen och väggen påverkar din hand. Väggen rör sig inte eftersom andra krafter håller den på plats.

Fyra fundamentala naturkrafter

Kraften mellan föremål som har massa kallas gravitationskraft. Det är den som håller oss kvar på jorden, men också den som håller månen i sin bana runt jorden och jorden i sin bana runt solen. Gravitationskraften blir svagare när avståndet ökar, men den kan ändå verka över mycket stora avstånd. Gravitationskraften är en av fyra fundamentala naturkrafter [blåtext:]

Även elektriska och magnetiska krafter kan verka på avstånd. När du för en magnet mot kylskåpsdörren känner du hur kraften blir tydligare ju närmare magneten kommer. Elektriska laddningar påverkar också varandra. Laddningar med olika tecken, till exempel en positiv proton och en negativ elektron, dras mot varandra. Laddningar med samma tecken stöter i stället bort varandra. Elektriska och magnetiska krafter är egentligen två delar av samma grundläggande kraft: den elektromagnetiska kraften.

Det finns också två krafter som verkar inne i atomkärnan och på mycket korta avstånd.

Den starka kärnkraften hjälper till att hålla ihop atomkärnan. I kärnan finns protoner och neutroner. Protonerna är positivt laddade och stöter därför bort varandra genom den elektriska kraften. Den starka kärnkraften är dock tillräckligt stark för att hålla samman kärnans partiklar när de befinner sig mycket nära varandra.

Den svaga kärnkraften spelar en viktig roll vid vissa typer av radioaktivt sönderfall. Genom den kan en neutron omvandlas till en proton eller en proton till en neutron. Då förändras atomkärnan, och i vissa fall bildas ett nytt grundämne.

Energi kan finnas i olika former och omvandlas från en form till en annan. När en kastrull med vatten står på en spis omvandlas elektrisk energi till värme. Värmen överförs först till kastrullen och sedan till vattnet.

När vattnet blir varmare rör sig vattenmolekylerna snabbare. Temperaturen är ett mått på hur snabbt partiklarna i ett ämne rör sig. Vid 100 °C börjar vattnet koka och en del av det övergår till vattenånga.

Värme och temperatur betyder inte samma sak. Temperatur beskriver hur varmt eller kallt något är, medan värme är energi som överförs från ett varmare föremål till ett kallare.

Energi kan inte skapas eller förstöras. Den kan bara omvandlas eller överföras. Elektrisk energi kan till exempel omvandlas till värme, rörelse, ljus eller ljud.

En kraft kan förändra ett föremåls rörelse. Den kan få ett föremål att börja röra sig, stanna, ändra fart eller byta riktning. När du hoppar trycker du mot marken, och marken trycker tillbaka på dig så att du lyfter. Tyngdkraften drar dig sedan tillbaka mot marken.

Exempel på vanliga krafter är tyngdkraft, normalkraft och friktionskraft. Alla krafter i naturen kan kopplas till fyra fundamentala naturkrafter: gravitationskraften, den elektromagnetiska kraften, den starka kärnkraften och den svaga kärnkraften.