Energiediagramme! Energie strömt nicht alleine, sie braucht immer einen Träger. Beispiele: 1) Glühlampe

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1 Kompetenztage 7 diagramme! strömt nicht alleine, sie braucht immer einen Träger. umwandler träger sind zum Beispiel: Benzin, Nahrungsmittel für chemische, r Strom für diagramm Licht für Lichtenergie fließende art bewegte Luft für usw.. umwandlungen (Energeiumladungen) lassen sich übersichtlich in diagrammen (fluss-diagrammen) darstellen. Beispiele: 1) Glühlampe 2) Föhn: Ordne die Begriffe an die richtige Stelle im diagramm! Wärme 3) Waschmaschine: Rotationsenergie Waschmaschine Wärme Rotationsenergie 4

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3 Arbeitsblätter PV 1a Klasse 7 Durchführung: 1. Baue die Schaltung entsprechend dem Schaltbild auf. Lockere drei der Glühbirnen im Beleuchtungsmodul. Überprüfe, ob nur eine Birne leuchtet. 2. Lege das Beleuchtungsmodul auf die Solarzelle. Beobachte die Drehgeschwindigkeit des s! 3. Wiederhole dies mit 2, 3 und 4 Lampen im Beleuchtungsmodul! Halte deine Ergebnisse fest. (Der dreht sich: nicht, langsam, schnell, sehr schnell) Lampenzahl Hinweis: Das Beleuchtungsmodul sollte nicht zu lang auf der Solarzelle stehen, um das Erwärmen der Solarzelle zu verhindern. Auswertung: Was verändert man an dem Beleuchtungsmodul, wenn man einige Lampen entfernt? Wann hat sich der am schnellsten gedreht? Zusammenhang zwischen Leistung bzw. und Beleuchtungsstärke: Ordne die Begriffe der passenden Stelle im diagramm zu: Lampe Lichtenergie Solarzelle

4 Arbeitsblätter PV 2a Klasse 7 2a. Abhängigkeit der Leistung von der Fläche der Solarzelle Material: Grundeinheit Beleuchtungsmodul mit Farbscheibe Netzteil, 7,5 V Abdeckplatten Solarmodul groß 0,5 V 840 ma Aufbau: PV_3

5 Arbeitsblätter PV 2a Klasse 7 2a Durchführung: 1. Baue die Schaltung entsprechend dem Schaltbild auf. Decke die Solarzelle mit drei Plättchen ab ( ¾ Abdeckung) Statt dem Beleuchtungsmodul ( vier Birnen leuchten) kannst Du zur Beleuchtung des Solarmoduls auch das Sonnenlicht nutzen. 2. Beobachte die Drehgeschwindigkeit des s! 3. Wiederhole dies mit zwei und mit einem Plättchen. Halte deine Ergebnisse fest. (Der dreht sich: nicht, langsam, schnell, sehr schnell) Abdeckung keine ¼ ½ ¾ Hinweis: Das Beleuchtungsmodul sollte nicht zu lang auf der Solarzelle stehen, um das Erwärmen der Solarzelle zu verhindern. Auswertung: Fragen: Was verändert man an der Solarzelle, wenn man einen Teil davon abdeckt? Wann hat sich der am schnellsten gedreht? Zusammenhang zwischen Leistung () und Fläche: PV_4

6 Arbeitsblätter PV 2a Klasse 7 Setze die Symbole (Pfeile und Kreise passend zum Experiment 2a zusammen und ordne die Begriffe zu. PV_5 Zum Ausschneiden: Solarzelle Lichtenergie Lichtenergie Lampe Rotationsenergie

7 Arbeitsblätter PV 3a Klasse 7 Material: 3a. Solarzelle und Seilwinde Grundeinheit Gewicht mit Figur Abdeckplatten Aufbau: mit Getriebe und Seil Solarmodul groß 0,5 V 840 ma Solarmodul klein 0,5 V 420 ma Reicht das Licht im Saal nicht aus, verwende die Lampe aus der. PV_6

8 Arbeitsblätter PV 3a Klasse 7 3a Durchführung: 1. Baue die Schaltung entsprechend dem Schaltbild auf. Wickle das Seil von der Rolle ab und hänge die Figur (das Gewicht) an. Falls das Licht im Raum nicht ausreicht, beleuchte die Solarmodule mit Der Lampe aus der. 2. Beobachte was passiert! 3. Schreibe auf, welche formen kommen im Experiment vor. Auswertung: Beobachtung formen: Zeichne ein passendes diagramm oder schneide die Symbole auf dem nächsten Blatt aus, klebe sie auf und beschrifte die Syambole. PV_7

9 Arbeitsblätter PV 3a Klasse 7 Zum Ausschneiden: Solarzelle Lichtenergie Lichtenergie Lampe Rotationsenergie Lageenergie Zum Ausschneiden: Solarzelle Lichtenergie Lichtenergie Lampe Rotationsenergie Lageenergie PV_8

10 Arbeitsblätter Wind 2a Klasse 7 2. Vergleich von Windrädern mit zwei und mit drei Rotorblättern Die Rotorblatthalterungen mit einem Anstellwinkel von 25 verwenden. Die flache Seite der Rotorblätter nach unten in die Halterung einsetzen. mit Farbscheibe Generatorgrundplatte Wind_2

11 Arbeitsblätter Wind 2a Klasse 7 2a Durchführung: Mit diesem Experiment vergleichen wir die Fähigkeit von Windrädern mit zwei und drei Flügeln die des Windes zu nutzen. Wir versuchen herauszufinden, ab welcher Windgeschwindigkeit das Windrad genügend bereitstellt, damit sich der mit Farbscheibe dreht. 1. Baue die Versuchsanordnung entsprechend den Bildern auf. 2. Stelle die Spannung am PowerModule auf den niedrigsten Wert ( - Taste). 3. Erhöhe die Spannung langsam um jeweils 0,5 Volt (jeweils einmal auf + drücken). Gib dem Windrad einen kleinen Stoß und schaue, ob es sich von selbst dreht. 4. Dreht sich das Windrad, warte kurz und beobachte, ob sich der dreht. Beginnt er sich noch nicht zu drehen, wiederhole ab Punkt 3. Auswertung: Schreibe den Spannungswert für drei Flügel:... zwei Flügel:... auf. Die zugehörige Windgeschwindigkeit kann aus der Tabelle, bzw dem Diagramm auf Seite Wind_4 abgelesen werden. Schreibe auf, welche formen im Experiment vorkommen. Ordne die Begriffe der passenden Stelle im diagramm zu: Rotor Generator Wind Rotationsenergie Rotationsenergie Lichtenergie Wind_3

12 Arbeitsblätter Wind Klasse 7 Eichkurve PowerModule-Spannung und Windgeschwindigkeit Tasteneinstellung 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9, , ,5 12 d = 5 cm d = 10 cm d = 20 cm v in m/s v in m/s v in m/s 3,3 3,7 4,1 4,5 4,9 5,2 5,5 5,8 6,1 6,4 6,6 6,9 7,2 7,4 3,3 3,7 4,1 4,4 4,8 5,2 5,5 5,8 6,1 6,4 6,6 6,9 7,1 7,4 3,2 3,5 3,9 4,3 4,6 4,9 5,3 5,6 5,9 6,1 6,4 6,6 6,9 7,1 Eichkurve Windgeschwindigkeit 8,0 7,0 6,0 Windgeschwindigkeit in m/s 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 d = 5 cm d = 10 cm d = 20 cm 0,0 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9, , ,5 12 Einstellung Einszellung am am Netzteil (Spannung ( in in V) V) Wind_4

13 Arbeitsblätter Brennstoffzelle 1 Klasse 7 1. Reversible Brennstoffzelle - Brennstoffzellenauto mit Handgenerator Was brauche Ich? Für diesen Versuch benötigst du: 1. Einen Handgenerator 2. destilliertes Wasser 3. Reversible Brennstoffzelle mit einen Wassertank 4. ein Versuchsauto mit Was muss Ich machen? Du befüllst beide Hälften des Wassertanks bis zum Rand des kleinen Röhrchens mit destilliertem Wasser. Es sollte nun so aussehen wie links auf dem Bild. Anschließend verschließt du den Wassertank mit den weißen Deckeln. Verwende ausschließlich destilliertes Wasser! Andernfalls wird die Brennstoffzelle zerstört! Es darf keine Luft in den Speicherzylindern sein! Nun drehst du die Zelle um. - Schutzbrille tragen, - kein offenen Flammen, - Rauchverbot! - für ausreichende Belüftung sorgen Dann verkabelst du den Handgenerator mit der Brennstoffzelle. Dazu benutzt du das rote und das schwarze Kabel. Die Farbe des Kabels muss zu seiner Anschlussstelle passen! Drehe nun die Kurbel des Handgenerators etwa eine halbe Minute! Schau dir die beiden Wassertanks genau an. Drehe nun die Kurbel des Handgenerators weiter und notiere alle zwei Minuten die Gasmenge in beiden Zylindern! Arbeite so weiter, bis einer der Zylinder mit etwas mehr als 12 ml Gas gefüllt ist. Ziehe die Kabel von der Zelle ab. Wasserstoffenergie_1

14 Arbeitsblätter Brennstoffzelle 1 Klasse 7 Messwerte Elektrolyse: Ergänze die Tabelle, falls nötig! Zeit in [min] Gasvolumen an der Kathode (schwarz) [ml] Gasvolumen an der Anode (rot) [ml] In welchem Mengenverhältnis stehen die beiden Gase zueinander? Information 1: Wasserstoff herstellen: Wasserstoff lässt sich am einfachsten aus dem Wasser (H 2 O) gewinnen. Man spaltet das Wasser in seine Bestandteile auf: Wasserstoff ( H 2 ) und Sauerstoff ( O 2 ). Dazu muss aufgewendet werden. Ordne die Begriffe richtig zu. Chemische Wasserstoff und Sauerstoff Brennstoffzelle Generator + Wasser Wärme Wasserstoffenergie_2

15 Arbeitsblätter Brennstoffzelle 1 Klasse 7 Information 2a: Vergleich herkömmliches Auto - Wasserstoffauto Zunächst wollen wir uns den Antrieb der Gegenwart betrachten: Herkömmliches Auto: Hier nutzen wir Benzin oder Diesel als quelle. Information 2b: Wasserstoff Antrieb der Zukunft Nun betrachten wir das Auto der Zukunft - Die erste Serienproduktion eines Brennstoffzellenautos beginnt Was macht die Brennstoffzelle beim Fahren des Autos: Brennstoffzelle Chemische Wasserstoff und Sauerstoff Elektromotor Wärme Wasser 67 Wasserstoffenergie_3

16 Arbeitsblätter Brennstoffzelle 1 Klasse 7 Wasserstoff als träger Jetzt stellst du die Brennstoffzelle mit dem Gasspeicher auf das Versuchsauto. Achte darauf, dass sie richtig in der Verankerung verhakt ist! Die Räder in der Kurvenstellung einrasten. Nimm die Stoppuhr aus dem Einsatz. Stelle das Auto auf eine große Fläche mit ausreichend Platz. Stecke die Kabel in die farblich passenden Buchsen. Starte gleichzeitig die Stoppuhr und miss die Dauer der Autofahrt. Bestimme den Radius der Kreisfahrt und die Anzahl der gefahrenen Runden Achtung: Nach der Benutzung der Brennstoffzelle muss sie entleert und zur Trocknen offen abgestellt werden. Wasserstoffenergie_4