Das Klimalabor. Unterrichtseinheit. Das Klimalabor. Naturwissenschaftliche Phänomene des Klimawandels, Treibhauseffekt, Experimente.

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1 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Schwerpunkte Zielgruppe Zielsetzung Zeitaufwand Kurzbeschreibung Naturwissenschaftliche Phänomene des Klimawandels, Treibhauseffekt, Experimente Klasse Ziel des Klimalabors ist es, Kinder und Jugendliche für das Thema Klimawandel zu sensibilisieren und ihnen einen Einstieg in die Themen Klima und Klimaschutz zu geben. Die Unterrichtseinheit erläutert anschaulich die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge zwischen einigen, den Klimawandel begünstigenden Phänomenen. Die Kinder und Jugendlichen sollen erkennen, dass der Klimawandel kein abstrakter Begriff ist, sondern sie ihn en miniature erleben können. 90 Minuten Nach einer kurzen theoretischen Einleitung führt die Gruppe kleine Versuche und auch größere Experimente durch. Gemeinsam erarbeitet sie Möglichkeiten und Perspektiven für mehr Klimaschutz. Hierbei ist der Ideenreichtum der Kinder und Jugendlichen gefragt. Darüber hinaus diskutiert die Gruppe verschiedene Optionen, wie klimaverträgliches Handeln in der Schule, auf dem Schulweg und zu Hause realisiert werden kann.

2 Unterrichtseinheit verbraucherfuersklima.de Vorbereitung und allgemeine Hinweise > Experimente mit Chemikalien, Bunsenbrenner etc. sind nur in dafür vorgesehenen Räumen erlaubt. Eine Sicherheitsbelehrung der Kinder und Jugendlichen zum Verhalten im Labor ist unbedingt erforderlich. > Bei Durchführung aller fünf Experimente müssen fünf Tische vorbereitet werden, vier Tische für die Experimente und ein Tisch für die Arbeit an einem Poster. > Die Schülerinnen und Schüler bauen die Experimente selber unter Anleitung nacheinander auf. Die Gruppenleitung stellt dabei Fragen, Erklärungen erhält die Gruppe erst, wenn die Ergebnisse zu sehen sind. > Parallel zu den Experimenten kann die Gruppe die Arbeitsblätter ausfüllen. > lässt sich auch als interaktive Experimentalvorlesung durchführen (z. B. bei wenig Platz oder einer sehr großen Gruppe). > Die Versuchsauswertungen sollten nach Möglichkeit zur Auflockerung zwischen den Versuchen und der Stoffvermittlung erfolgen. > Bei der Durchführung aller fünf Experimente muss ggf. der Zeitbedarf angepasst werden. In jedem Fall sollte ausreichend Zeit für die Ideen der Schülerinnen und Schüler zu Klimaschutzmaßnahmen bleiben. > funktioniert problemlos ohne chemische oder mathematische Formeln. Die Darstellung der chemischen Verbin dungen eignet sich erfahrungsgemäß nur für sehr interessierte Kinder und Jugendliche oder für Veranstaltungen mit älteren Schülerinnen und Schülern.

3 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Benötigte Materialien > Klimawandel was ist das? CD Schaubilder zum Klimawandel, CD Erklärung des Treibhauseffektes mit Schaubildern, CD Arbeits- und Lösungsblatt Treibhauseffekt, CD Arbeitsblatt Wortspiel Klimawandel-Suchsel > Experiment Meeresspiegelanstieg Kittel, Brille, 2 transparente, formgleiche Schüsseln, Leitungswasser, Steine, Eiswürfel, Folienstift, 2 Lampen mit Glühbirnen, evtl. Verteilersteckdose > Experiment Albedo CD Arbeits- und Lösungsblatt Albedo, Kittel, Brille, weiße und schwarze A4 Pappe, 2 Thermometer, 1 Lampe > Experiment Verbrennung fossiler Energieträger Kittel, Brille, Porzellantiegel, Trichter, Schlauch, Pumpe oder Peleusball, Gaswaschflasche, Calciumhydroxid Ca (OH) 2, Barytwasser (Ba 2 + 2OH ), Aceton (C 3 H 6 O), Ethanol (C 2 H 6 O) oder Oktan (C 8 H 18 ), eventuell Stativ mit entsprechenden Klemmen, Feuerzeug oder Sicherheitszündhölzer > Experiment CO 2 CD Arbeits- und Lösungsblatt Experiment CO 2, Strohhalm, 2 3 Reagenzgläser oder kleine Standzylinder (ca. 200 ml Leitungswasser, Indikatorlösung (Unitest oder Methylrot) > Klimaschutztipps Recyclingposter bemalt mit 3 Blütenstängeln, 3 große und 2 kleine runde Moderationskarten, Wachsmalstifte, Klebestift > Evaluation CD Feedbackvorlage, Klebepunkte

4 Unterrichtseinheit verbraucherfuersklima.de Kurzüberblick Baustein Ziel Inhalt Sozialform Klimawandel was ist das? Die Schülerinnen und Schüler kennen Folgen des Bildhafter Einstieg Plenum Klimawandels Experimente Die Schülerinnen und Meeresspiegelanstieg, Interaktive Experimente/ Schüler kennen natur- Albedo, Verbrennung Lehrgespräch wissenschaftliche Phäno- fossiler Energieträger, mene des Klimawandels CO 2, ph-wert Klimaschutztipps Die Schülerinnen und Welche Möglichkeiten habe Plenum Schüler kennen Hand lungs- ich im Alltag, das Klima zu alternativen zum schonen? Klimaschutz Evaluation Die Schülerinnen und Bewertung der Feedback Schüler bewerten die Unterrichtseinheit Unterrichtseinheit

5 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Durchführung Baustein Klimawandel was ist das? 10 Minuten Das Thema Klimawandel wird mit den Schülerinnen und Schülern an Schaubildern zum Klimawandel CD erarbeitet. Jeder erhält ein Foto zu den Folgen des Klimawandels und beschreibt dieses. Außerdem können die Schülerinnen und Schüler in diesem Baustein das Arbeitsblatt Treibhauseffekt CD bearbeiten. Dafür müsste dann insgesamt etwas mehr Zeit eingeplant werden. Das Arbeitsblatt Wort - spiel Klimawandel- Suchsel CD eignet sich sehr gut als spielerische Einführung für die Klassenstufen 4 bis 6 und kann auch vorab als Hausaufgabe gegeben werden. Baustein Experiment Meeresspiegelanstieg 15 Minuten Fragestellung Steigt durch das Abschmelzen der Eisschilde und Gletscher der Meeresspiegel an? Unterscheide hierbei zwischen dem antarktischen Eisschild und dem arktischen Meereis. Versuchsaufbau und Durchführung Für das Experiment wird ein größerer Stein in ein Gefäß gelegt. Der Stein stellt einen Festlandsockel dar. Daneben wir ein zweites Gefäß ohne Stein gestellt. Beide Schalen werden nun mit der gleichen Menge Wasser gefüllt. In der ersten Schale muss der Stein noch aus dem Wasser ragen. Jetzt wird in beide Gefäße die gleiche Menge Eiswürfel gegeben im ersten Gefäß auf den Stein, im zweiten direkt ins Wasser. Der Wasserstand wird bei beiden mit einem Folienstift markiert. Über beiden Schalen werden nun Lampen installiert. Die Wärme lässt die Eiswürfel schneller schmelzen. Die Schülerinnen und Schüler können sich jetzt anderen Experimenten oder Aufgaben zuwenden. Nach 30 Minuten prüft die Gruppe den Wasserstand in beiden Gefäßen. Auswertung Der Wasserstand in der Schale ohne Stein ist gleich geblieben, in jenem mit Stein ist er gestiegen. Das zeigt: Schmelzende Eisberge oder Eisflächen im Nordpolarmeer ohne festen Untergrund lassen den Meeresspiegel nicht ansteigen. Schmelzende Eismassen auf dem südpolaren Festland wie Gletscher oder das Festlandeis der Antarktis führen aber zu einem Meeresspiegelanstieg.

6 Unterrichtseinheit verbraucherfuersklima.de Baustein Experiment Albedo 10 Minuten Fragestellung Wie wirkt sich die Beschaffenheit der Erdoberfläche auf die Temperatur aus? Versuchsaufbau und Durchführung Ein weißer Pappkarton stellt die Eisfläche dar, ein schwarzer die Erdoberfläche. Beide werden nun mit Lampen bestrahlt, Thermometer auf den Kartons messen die Temperatur auf den Oberflächen. Zur Auswertung wird ein Messprotokoll erstellt: Oberfläche t1 t2 t3 t4 t1 hell dunkel C C C C C C C C C C Arbeitsblatt Experiment Albedo CD Die Gruppe prüft die Temperatur auf den Kartons und notiert die Ergebnisse. Die ersten drei Messungen sollen im Abstand von drei Minuten, weitere im Abstand von sieben Minuten erfolgen. In einem Diagramm kann die Gruppe zusätzlich den Temperaturverlauf eintragen. Zwischen den Messungen können die Schülerinnen und Schüler auch andere Experimente beobachten oder sich anderen Aufgaben zuwenden. Nach Abschluss der Messungen wird die Temperatur differenz Delta (Δ) beider Oberflächen berechnet und miteinander verglichen. Die Gruppe diskutiert nun die Wärmeveränderungen auf den Kartons. Wichtig sind dabei folgende Aspekte: > Helle Oberflächen speichern weniger Wärme als dunkle, die Reflexion ist größer als die Absorption. Deshalb erwärmen sie sich nicht so stark wie dunkle Oberflächen. Es gilt: Reflexion Absorption > Dunkle Oberflächen speichern Wärme, die Reflexion ist kleiner als die Absorption, es entwickelt sich mehr Wärme als bei hellen Oberfläche. Es gilt: Reflexion Absorption > Die Gruppe kann vor diesem Hintergrund die Redewendung diskutieren: Schwarz zieht die Sonne an.

7 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Die Klimatour Baustein Experiment Verbrennung fossiler Energieträger (Variante A) 15 Minuten Fragestellung Wie entsteht bei Verbrennungsmotoren in Autos, Lkw oder Flugzeugen das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid (CO 2 )? Das folgende Experiment zeigt, wie bei Verbrennungsprozessen in Verbrennungsmotoren CO 2 entsteht. Dabei wird statt Benzin als einem Gemisch aus Alkanen, Alkenen, Cycloalkanen sowie aromatischen Kohlenwasserstoffen einfacher Kohlenwasserstoff verwendet. Für das Experiment wären aber auch die Alkane Hexan oder Oktan geeignet. Ein Porzellantiegel stellt den Verbrennungsmotor dar nur dass nicht wie beim Fahrzeugmotor die Verbrennung Kolben antreibt, sondern die gewonnene Energie als Wärme abgegeben wird. Versuchsaufbau und Durchführung Trichter, Gaswaschflasche (GWF) und Schlauch werden mittels Klemmen und Schraubzwingen miteinander verbunden (siehe Abbildung). Beim Aufbau ist zu beachten, dass alles von sich aus steht und die oder der Durchführende beide Hände zum Experimentieren frei hat. Versuchsaufbau Variante A: > Saugwirkung Schlauch Spritze, Pumpe, Quetschball, Kolbenprober Gaswaschflasche Trichter Feuer Ca(OH) 2 Verbrennungstiegel

8 Unterrichtseinheit verbraucherfuersklima.de In die GWS wird maximal bis zur Hälfte eine Calciumhydroxid-Lösung Ca(OH) 2 gegeben. Eine kleine Menge Kohlenwasserstoff (oder Oktan) wird in den Porzellantiegel gegeben und entzündet. Dabei entsteht neben Kohlenstoffdioxid (CO 2 ) auch Wasser. In der chemischen Formel lautet die exemplarische Reaktion bei der Verbrennung von Oktan: 2 C 8 H O 2 > 16 CO H 2 O Um zu zeigen, dass bei der Verbrennung von Biokraftstoffen (Ethanol) ebenfalls CO 2 entsteht, können auch kleine Mengen reinen Alkohols verbrannt werden. ABER VORSICHT: Ethanol bzw. Ethylalkohol ist leicht entzündlich. Die chemische Reaktion für die Verbrennung von Ethylalkohol lautet: C 2 H 5 OH + 3 O 2 > 2 CO H 2 O Der Trichter über dem Tiegel fängt die bei der Verbrennung entstehenden Gase auf. Die Verbrennungsgase werden nun über den Schlauch in die Gaswaschflasche (GWF) geleitet. Da die Gase nicht von sich aus durch den Schlauch wandern, muss mit einer Pumpe bzw. einem Peleusball eine Saugwirkung erzeugt werden. In der GWF kommt es zu einer Fällungsreaktion der eingeleiteten Verbrennungsgase mit der Calciumhydroxid-Lösung, es entsteht Calciumcarbonat CaCO 3, also Kalk, der als weißer Niederschlag in der Gaswaschflasche ausfällt. Die Reaktion lautet als chemische Formel: Ca OH- + CO 2 > CaCO 3 + H 2 O Herstellung der Calciumhydroxidlösung Zwei bis drei Spatelspitzen (ca. 3 g) des pulverförmigen Calciumhydroxids Ca(OH)2 wird in einen Liter Wasser gegeben und kräftig umgerührt. Aufgrund der schlechten Löslichkeit bildet sich eine Suspension. Diese wird eine Weile stehen gelassen. Danach wird der Überstand gefiltert bis er klar ist. Bleibt nach der Durchführung des Experiments noch etwas von der Lösung übrig, lässt sich diese in einer Glasflasche für spätere Versuche lagern (Diese unbedingt mit der Warnung: Gefahrstoffkennzeichnung Xi reizend versehen). Alternativ kann auch fertiges Barytwasser (Ba OH-) verwendet werden.

9 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Baustein Experiment Verbrennung fossiler Energieträger (Variante B) 5 Minuten Statt der gesamten Gaswaschflaschenapparatur kann auch ein mit Calciumhydroxid Ca(OH) 2 gespültes Becherglas über den Porzellantiegel mit der entflammten Probe gehalten werden. Auch hier kommt es zur Reaktion mit dem entstehenden CO 2. Es bildet sich wie bei der ersten Versuchsanordnung Calciumcarbonat (Kalk), das als milchig-weißer Niederschlag sichtbar wird. Becherglas Feuer Verbrennungstiegel Baustein Experiment Experiment CO 2 10 Minuten Fragestellung Nach was riecht CO 2? Kann man CO 2 sehen? Wie schmeckt CO 2? Im folgenden Experiment wird die Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid in Wasser demonstriert. Die Gruppe kann das Arbeitsblatt Experiment CO 2 CD während des Experiments bearbeiten. Versuchsaufbau und Durchführung Für das Experiment werden zwei bis drei Gruppen gebildet. Jede Gruppe erhält einen Zylinder oder Erlenmeyerkolben. Dieser wird zunächst zur Hälfte mit Leitungswasser gefüllt. Anschließend wird in jedes Gefäß die braungelbliche Unitest-Indikatorlösung gegeben. Aufgrund seines ph-wertes von 6,5 bis 7,5 färbt sich das Wasser grün. Alternativ wäre die Verwendung von Methylrot als Indikator denkbar hier färbt sich das Wasser rot. Jetzt pusten die Schülerinnen und Schüler mit einem Strohhalm Atemluft in die Becher mit dem Wasser und der Indikatorlösung. Durch das Kohlenstoffdioxid CO 2 im Atem verändert sich der ph-wert, das Wasser färbt sich rot (bei Methylrot gelb). Die Schülerinnen und Schüler vergleichen die Färbung auf einer Farbskala für ph-werte. Was ist passiert? Durch die Entstehung von Oxonium-Ionen, der Bildung von Hydrogencarbonat und später beim Entstehen von Carbonat verschiebt sich der ph-wert auf über 7 in Richtung sauer. Das zeigt der Farbumschlag in Richtung rot an (bei Methylrot gelb). Als chemische Formel stellt sich die Reaktion so dar: CO 2 + 2H 2 O > HCO H3 O + HCO H2 O > H 3 O CO 3

10 Unterrichtseinheit verbraucherfuersklima.de Baustein Klimaschutztipps 15 Minuten Persönliche Klimaschutztipps Die Schülerinnen und Schüler entwickeln in einer offenen Fragerunde Ideen, wie jeder einzelne Einzelne das Klima schützen und zur Reduktion von CO 2 beitragen kann. Dazu gestalten sie ein Plakat und schreiben ihre persönlichen Klima schutztipps auf drei große und zwölf kleine runde Moderationskarten (Blütenblätter). Diese kleben sie an die vorgemalten Blütenstängel, so dass drei Blumen entstehen. Das Plakat können die Schüler zum Beispiel im Klassenzimmer oder in der Schule aufhängen. Damit die Schülerinnen und Schüler später noch auf ihren Plakaten Tipps oder Ideen für mehr Klimaschutz notieren können, sollte darauf noch Platz bleiben. Baustein Evaluation 5 Minuten Wie hat der Gruppe die Veranstaltung gefallen? Die Schülerinnen und Schüler bewerten die Veranstaltung mit Klebepunkten auf der Feedbackvorlage CD. Nachbereitung > Die mit den Experimenten vermittelten Einsichten in die Wechselwirkungen von Mechanismen des Klimawandels können auch im Rahmen des Geografie-, Biologie-, Religions- oder Ethikunterrichtes besprochen werden. Hintergrundinformationen zur Unterrichtseinheit Weiterführende Informationen: > > > Rubrik Unterrichtsmaterial/Chemie > > Rubrik Unterrichtsmaterialien

11 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit > CO 2 -Speicherung in Meeren Meere können sehr viel CO 2 speichern, das Bindungsvermögen ist jedoch temperaturabhängig: 3,48 g/l bei 0 C 1,45 g/l bei 25 C Erderwärmung führt zu Erwärmung der Ozeane > Das CO 2 -Bindevermögen sinkt > mehr CO 2 gerät in die Atmosphäre > Das verstärkt den Treibhauseffekt > > Rubrik Gutachten > Kohlenstoffdioxid im Wasser Die Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid im Wasser spielt in vielen Bereichen des Lebens und unserer Umwelt eine wichtige Rolle. Ozeane können einen Großteil des Kohlenstoffdioxids aufnehmen. Die im System CO 2 /H 2 O ablaufenden Reaktionen lassen sich durch nachstehende Gleichung beschreiben: CO 2 (g) > CO 2 (aq) CO 2 + 2H 2 O > HCO H 3 O + HCO H 2 O > H 3 O + + CO 3 2- Dieses Gleichungssystem ist nicht nur bezüglich der Absorption von Kohlenstoffdioxid durch die Ozeane von Bedeutung, sondern auch für den Aufbau der Kalkschalen etwa bei Muscheln. Der Schalenaufbau erfolgt unter Umsetzung von Calcium- und Hydrogencarbonat-Ionen zu Calciumcarbonat wie die nachfolgende Gleichung zeigt: Ca HCO 3 - > CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Wichtig für den Schalenaufbau ist die Konzentration an Hydrogencarbonat-Ionen. > Ausführliche Informationen zum Klimawandel und seinen Folgen: > > Redoxsysteme, Oxidation (Elektronenabgabe), Reduktion (Elektronenaufnahme): > www2.chemie.uni-erlangen.de

12 Unterrichtseinheit verbraucherfuersklima.de > Albedo Als Albedo bezeichnet man das Verhältnis des Lichts, das von einem Objekt reflektiert wird, zu dem, welches beim Objekt ankommt und aufgenommen wird. Die Werte, die die Albedo annehmen kann, reichen von 0 (kein Licht wird reflektiert) bis 1 (alles Licht wird reflektiert). Sie können auch in Prozent ausgedrückt werden (0 100 %). Albedo verschiedener Oberflächen in Prozent: Frischer Schnee: % Gras: % Alter Schnee: % Wald: 5 10 % Quelle: Rubrik Klimawissen/Wolken > Emission, Absorption, Transmission, Reflexion Strahlung, die auf die Oberfläche eines Körpers auftritt, kann reflektiert, absorbiert oder - bei transparenten Stoffen durchgelassen werden. In der Regel wird nicht die gesamte Strahlung reflektiert, sondern nur ein kleiner Teil, der durch den Reflexionsgrad gekenn zeichnet wird. Der nichtreflektierte Teil kann den Körper passieren, wenn dieser aus einem transparenten Material besteht oder von ihm absorbiert wird. Die Absorptionsfähigkeit der Materialfläche wird durch den Absorptionsgrad ausgedrückt. Als Transmissionsgrad bezeichnet man den Anteil an durchgelassener Strahlung. Die Abgabe von Wärmestrahlung eines Körpers wird als Emission und die Aufnahme von Wärmestrahlung aus der Umgebung als Absorption bezeichnet. Wenn ein Körper Strahlung absorbiert, so erhöht sich seine Temperatur, die wiederum zu einer erhöhten Emission von Wärme strahlung führt, bis ein Strahlungsgleichgewicht erreicht ist. Nach dem Kirchhoffschen Strahlungsgesetz ist der Emissionsgrad bei jeder Temperatur und für jede Wellenlänge gleich dem Absorptionsgrad. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet dies: Ein Körper nimmt genauso gut Wärmestrahlung auf wie er abgibt. Die Beschaffenheit der Oberfläche spielt bei der Absorption bzw. Emission eine bedeutende Rolle. Bei langwelliger Strahlung ist die Farbe der Oberfläche unbedeutend. Hier unterscheidet man zwischen blanken metallischen Flächen mit einem geringen und nichtmetallischen Flächen mit einem hohen Absorptions grad. Bei kurzwelliger Strahlung wie Sonneneinstrahlung ist die Farbe der Oberfläche entscheidend. Dunkle Flächen absorbieren kurzwellige Strahlung stärker und erwärmen sich deshalb auch stärker als helle Flächen. Quelle: in Anlehnung an Rubrik Bauphysik-Interaktiv

13 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Materialliste Die Auflistung ermöglicht eine Übersicht über die vorhandenen und zu beschaffenen Materialien, um die Unterrichtseinheit durchzuführen. Die mit dem Symbol CD gekennzeichneten Materialien befinden sich auf der CD im Anhang und müssen vor der Durchführung ausgedruckt werden. Bei mehrfacher Verwendung bietet es sich an, die Ausdrucke zu laminieren. > Klimawandel was ist das? CD Arbeits- und Lösungsblatt Treibhauseffekt CD Schaubilder zum Klimawandel CD Arbeitsblatt Wortspiel Klimawandel-Suchsel CD Erklärung des Treibhauseffektes mit Schaubildern > Experiment Meeresspiegelanstieg Kittel Brille Steine 2 transparente, formgleiche Schüsseln Leitungswasser Eiswürfel Folienstift 2 Lampen mit Glühbirnen evtl. Verteilersteckdose > Experiment Albedo CD Arbeits- und Lösungsblatt Albedo Brille 2 Thermometer Kittel A4 Pappe weiß + schwarz 1 Lampe > Experiment Verbrennung fossiler Energieträger Kittel Brille Porzellantiegel Trichter Schlauch > Experiment CO 2 CD Arbeits- und Lösungsblatt Experiment CO2, > Klimaschutztipps Pumpe oder Peleusball Gaswaschflasche Calciumhydroxid Ca(OH) 2 Barytwasser (Ba OH - ) Aceton (C 3 H 6 O) 2 3 Reagenzgläser oder kleine Standzylinder (ca. 200ml) Ethanol (C 2 H 6 O) oder Oktan (C 8 H 18 ) eventuell Stativ mit entsprechenden Klemmen Feuerzeug oder Sicherheitszündhölzer Leitungswasser Indikatorlösung (Unitest oder Methylrot) Strohhalm Recyclingposter bemalt mit 3 Blütenstängeln 3 große und 2 kleine runde Moderationskarten Wachsmalstifte Klebestift > Evaluation CD Feedbackvorlage Klebepunkte

14 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Treibhauseffekt Bringe die folgenden Aussagen in die richtige Reihenfolge und notiere dir die Reihenfolge der Kästchen. > S A K Die Folgen dieses zusätzlichen Treibhauseffekts können heute noch nicht eindeutig vorhergesagt werden. Dieser Erwärmungseffekt wird als natürlicher Treibhauseffekt bezeichnet. Die Strahlung der Sonne erwärmt die Erdoberfläche. E M A Eine weitere Er höhung der durchschnittlichen Oberflächentemperatur wird das Klima auf der Erde jedoch einschneidend verändern Dadurch wird die Wärmeabgabe verzögert und die Lufthülle erwärmt sich. Diesen Effekt bezeichnet man als anthropogenen Treibhauseffekt. G I L Durch die Ver bren nung fossiler Brenn stoffe und durch Brandrodung setzt der Mensch zusätzlich große Mengen Kohlenstoffdioxid frei Doch bestimmte Gase wie Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf halten die Wärme zurück. Die Erde gibt diese Wärme wieder an den Weltraum ab.

15 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Treibhauseffekt Lösungen Bringe die folgenden Aussagen in die richtige Reihenfolge und notiere dir die Reihenfolge der Kästchen. > K L I M A G A S E S A K Die Folgen dieses zusätzlichen Treibhauseffekts können heute noch nicht eindeutig vorhergesagt werden. Dieser Erwärmungseffekt wird als natürlicher Treibhauseffekt bezeichnet. Die Strahlung der Sonne erwärmt die Erdoberfläche. E M A Eine weitere Erhöhung der durchschnittlichen Oberflächentemperatur wird das Klima auf der Erde jedoch einschneidend verändern Dadurch wird die Wärmeabgabe verzögert und die Lufthülle erwärmt sich. Diesen Effekt bezeichnet man als anthropogenen Treibhauseffekt. G I L Durch die Verbrennung nung fossiler Brennstoffe und durch Brandrodung setzt der Mensch zusätzlich große Mengen Kohlenstoffdioxid frei Doch bestimmte Gase wie Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf halten die Wärme zurück. Die Erde gibt diese Wärme wieder an den Weltraum ab.

16 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Klimawandel Suchsel Durch den Klimawandel spielt nicht nur das Wetter verrückt. Auch das ABC ist durcheinander geraten. Welche klima- und wetterrelevanten Begriffe findest du wieder? Die folgenden Begriffe sind vertikal, horizontal, vorwärts oder rückwärts gelesen versteckt: > Starkregen > Albedo > Erderwärmung > Methan > Lachgas > Tornado > Treibhauseffekt > Überschwemmung > Dürre > Kohlendioxid. P K O H L E N D I O X I D F A L K N J G V O Ü V T Ü E D R K S B I N E M Ä P E Q H O H R V T R U S T A R K R E G E N D Ü I W E K R Ü G Ä D T I Ü S Ä U Ü B Ü Ü D E Z F E K M G D H F S N F Ü Ü H P N R Ü M F S Z S T Ü B E R S C H W E M M U N G W N F F R K Ü Y Ä U S G Z X A E Ä F P E V L T R E L B A W D W T X M B I L F M Z Y Ö M O M O O D E B L A E U M Ü H E F X T R E Ö E W C M N N J R T U Ü Ö N Ä E M T H Q G B M Ö H F B Ä A Ä D L H G O E S A A A V P S D X L V N A N R P Q W N Ü Ö K O Q N I E S L O O U G P F P Ö I H V P U Ä Ä Q O N O Ö U J T R E I B H A U S E F F E K T F Ä C L Ü E O Ü N N U E V E H

17 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Klimawandel Suchsel Lösungen Durch den Klimawandel spielt nicht nur das Wetter verrückt. Auch das ABC ist durcheinander geraten. Welche klima- und wetterrelevanten Begriffe findest du wieder? Die folgenden Begriffe sind vertikal, horizontal, vorwärts oder rückwärts gelesen versteckt: > Starkregen > Albedo > Erderwärmung > Methan > Lachgas > Tornado > Treibhauseffekt > Überschwemmung > Dürre > Kohlendioxid. P K O H L E N D I O X I D F A L K N J G V O Ü V T Ü E D R K S B I N E M Ä P E Q H O H R V T R U S T A R K R E G E N D Ü I W E K R Ü G Ä D T I Ü S Ä U Ü B Ü Ü D E Z F E K M G D H F S N F Ü Ü H P N R Ü M F S Z S T Ü B E R S C H W E M M U N G W N F F R K Ü Y Ä U S G Z X A E Ä F P E V L T R E L B A W D W T X M B I L F M Z Y Ö M O M O O D E B L A E U M Ü H E F X T R E Ö E W C M N N J R T U Ü Ö N Ä E M T H Q G B M Ö H F B Ä A Ä D L H G O E S A A A V P S D X L V N A N R P Q W N Ü Ö K O Q N I E S L O O U G P F P Ö I H V P U Ä Ä Q O N O Ö U J T R E I B H A U S E F F E K T F Ä C L Ü E O Ü N N U E V E H

18 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Erklärung des Treibhauseffektes mit Schaubildern Diese Anleitung richtet sich an Lehrkräfte und zeigt eine Möglichkeit, den Treibhauseffekt mit Hilfe der Schaubilder zum Klimawandel CD anschaulich an Schülerinnen und Schüler zu vermitteln. Mit der vorgeschlagenen Gruppierung wird einerseits klar differenziert zwischen natürlichem Treibhauseffekt, Einfluss des Menschen, anthro po genem Treibhauseffekt und Folgen des Klimawandels andererseits werden aber auch die Zusammen hänge deutlich gemacht. Die Schaubilder können jeweils hochgehalten, auf den Boden des Klassenraums gelegt oder an die Tafel geheftet werden. Das Prinzip ist auch verständlich wenn einzelne Schaubilder weggelassen werden. 1) Natürlicher Treibhauseffekt Es empfiehlt sich mit dem na türlichen, vom Menschen unbeeinflussten Treibhauseffekt zu beginnen und die Fragen Wie funktioniert dieser Effekt? Was bewirkt er? zu klären. CD Grafik natürlicher Teibhauseffekt 2) Einfluss des Menschen Im zweiten Schritt können die anthropogenen Faktoren, die den Treibhauseffekt beeinflussen, thematisiert werden. CD Schaubilder Mensch, Industrie, Verkehr 3) Anthropogener Treib haus effekt Im nächsten Schritt wird der anthropogene Treibhauseffekt erläutert. Vor der Erklärung können zunächst die Schülerinnen und Schüler gefragt werden, welche Veränderungen sie im Vergleic h zum natürlichen Treibhauseffekt erkennen können. CD Grafik anthropogener Treibhaus effekt

19 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit 4) Folgen des Klimawandels Zum Abschluss bietet es sich an, allgemeine und deutschlandweite Auswirkungen des Klimawandels zu erarbeiten. Die Frage Was bedeutet der Klimawandel für uns? kann in einem offenen Gespräch diskutiert werden. CD Schaubilder Eisbär, Eisberg, Skifahrer, Trinken, Trockene Erde, Überschwemmung, Wüste, Sturm, Jahreszeiten, Mücke, Pollenflug, Thermometer im Meer, Zugvögel

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38 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Experiment Albedo 1. Notiere dir in der nachstehenden Tabelle die Temperaturen, die du auf den Oberflächen der beiden Kartons gemessen hast. Oberfläche t1 t2 t3 t4 t5 hell dunkel C C C C C C C C C C T = C 2. Übertrage die Messwerte in das Diagramm Benutze zwei verschiedene Farben zum Eintragen der gemessenen Werte eine für die helle und eine für die dunkle Oberfläche. Verbinde die Punkte jeweils zu einer Kurve. Temperatur in C Temperaturverlauf t0 t1 t2 t3 t4 t5 Messpunkt Temperatur dunkle Oberfläche Temperatur dunkle Oberfläche 3. Welche Aussage trifft zu? Ergänze Verhältniszeichen (= ; ; )! > Helle Oberfläche: Reflexion Absorption > Dunkle Oberfläche: Reflexion Absorption 4. Warum hat der Eisbär eine schwarze Haut unter dem weißen Fell? >

39 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Experiment Albedo Lösungen 3. Welche Aussage trifft zu? Ergänze Verhältniszeichen (= ; ; )! > Helle Oberfläche: Reflexion Absorption > Dunkle Oberfläche: Reflexion Absorption 4. Warum hat der Eisbär eine schwarze Haut unter dem weißen Fell? > Der Eisbär besitzt durch seine schwarze Haut eine Art eingebaute Solarthermieanlage. Wie im Versuch gezeigt, verfügen schwarze Oberflächen über deutlich bessere Absorptionswerte als helle Oberflächen und wärmen sich deshalb schneller auf. Weshalb hat der Eisbär dann kein schwarzes Fell? Das weiße dient Fell natürlich auch der Tarnung. Der Eisbär würde auf seinen Beutezügen mit einem schwarzen Fell auf den weißen Eisflächen viel zu früh von den anderen Tieren gesehen. Ein dunkles Fell würde auch dazu führen, dass das Licht fast zur Gänze an der Felloberseite absorbiert würde. Das Fell würde sich erwärmen, nicht aber die darunterliegende Hautschicht. Zusatzinformation: Außerdem hat das weiße Fell den Vorteil, dass es einen Großteil der schädlichen kurzwelligen UV-Strahlung reflektiert. Die langwellige Infrarot- Wärmestrahlung lässt das Fell jedoch weitgehend durch. So können die wärmenden Lichtwellen von der schwarzen Haut absorbiert werden.

40 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Experiment CO 2 1. Fülle den Lückentext mit den folgenden Begriffen Strom Auto Gas Industrie Verbrennung Verkehr fossile Energieträger Kohlenstoffdioxid ist ein >. Es entsteht zum Beispiel bei der > von >. Besonders viel CO 2 wird durch die > bei der Produktion von Wärme, > und Konsumgütern freigesetzt. Auch der > verursacht große Mengen an CO 2. Egal ob man mit dem Flieger, dem Bus oder dem > unterwegs ist, stets wird CO 2 ausgestoßen. 2. In welchen Lebensmitteln spielt CO 2 eine wichtige Rolle? >

41 verbraucherfuersklima.de Unterrichtseinheit Experiment CO 2 Lösungen 1. Fülle den Lückentext mit den folgenden Begriffen Strom Auto Gas Industrie Verbrennung Verkehr fossile Energieträger Kohlenstoffdioxid ist ein >. Es entsteht zum Beispiel bei der Verbrennung Gas fossilen Energieträgern > von >. Besonders viel CO 2 Industrie wird durch die > bei der Produktion von Wärme, > Strom und Konsumgütern freigesetzt. Auch der > Verkehr verursacht große Mengen an CO 2. Egal ob man mit dem Flieger, dem Bus oder dem > Auto unterwegs ist, stets wird CO 2 ausgestoßen. 2. In welchen Lebensmitteln spielt CO 2 eine wichtige Rolle? > Kohlensäurehaltige Getränke z. B. Mineralwasser, Limonaden Backwaren, bei deren Zubereitung Treibmittel angewandt werden

42 Feedbackrunde Wetterbericht sonnig wechselhaft bewölkt neblig regnerisch gewittrig das Projekt hat Spaß gemacht und war interessant das Projekt war ok ich habe nichts Neues erfahren Vater mit Geländewagen Sohn mit Kleinwagen ich bin noch unsicher, was ich davon halten soll ich fand das Projekt nicht gut ich habe durch das Projekt schlechte Laune bekommen