Nabil Gad. Grundwissen Energie Klasse. Bergedorfer Kopiervorlagen

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1 Nabil Gad Grundwissen Energie Klasse Bergedorfer Kopiervorlagen

2 Zu diesem Material Die Arbeitsblätter der vorliegenden Kopiervorlagenmappe geben Ihren Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit, eigenständig die Themengebiete zu erarbeiten. Das Werk kann Sie bei der Planung und Durchführung von selbstentdeckendem und experimentellem Unterricht unterstützen. Dabei erkennen Ihre Schülerinnen und Schüler anhand von Beispielen den Bezug zu ihrem Alltag. Die Kopiervorlagenmappe kann in ihrer gewählten Stufenfolge als Strukturierungshilfe für die Unterrichtsplanung verstanden werden Persen Verlag, Buxtehude AAP Lehrerfachverlage GmbH Alle Rechte vorbehalten. Das Werk als Ganzes sowie in seinen Teilen unterliegt dem deutschen Urheberrecht. Der Erwerber des Werkes ist berechtigt, das Werk als Ganzes oder in seinen Teilen für den eigenen Gebrauch und den Einsatz im eigenen Unterricht zu nutzen. Downloads und Kopien dieser Seiten sind nur für den genannten Zweck gestattet, nicht jedoch für einen weiteren kommerziellen Gebrauch, für die Weiterleitung an Dritte oder für die Veröffentlichung im Internet oder in Intranets. Die Vervielfältigung, Bearbeitung, Verbreitung und jede Art der Verwertung außerhalb der Grenzen des Urheberrechtes bedürfen der vorherigen schriftlichen Zustimmung des Verlages. Die AAP Lehrerfachverlage GmbH kann für die Inhalte externer Sites, die Sie mittels eines Links oder sonstiger Hinweise erreichen, keine Verantwortung übernehmen. Ferner haftet die AAP Lehrerfachverlage GmbH nicht für direkte oder indirekte Schäden (inkl. entgangener Gewinne), die auf Informationen zurückgeführt werden können, die auf diesen externen Websites stehen. Grafik: Marion El-Khalafawi, Horneburg Satz: Satzpunkt Ursula Ewert GmbH, Bayreuth ISBN

3 Inhaltsverzeichnis Von der Arbeit zur Energie Arbeit und Energie (1)... 1 Arbeit und Energie (2)... 2 Energieformen Energieformen (1)... 3 Energieformen (2)... 4 Potenzielle Energie (Lageenergie) (1)... 5 Potenzielle Energie (Lageenergie) (2)... 6 Kinetische Energie (Bewegungsenergie) (1)... 7 Kinetische Energie (Bewegungsenergie) (2)... 8 Potenzielle und kinetische Energie... 9 Energieumwandlungen Energiewandler Energieumwandlungen Keine Arbeit ohne Energie Der Ottomotor Energieerhaltungssatz / Wirkungsgrad Der Energieerhaltungssatz (1) Der Energieerhaltungssatz (2) Der Energieerhaltungssatz (3) Der Wirkungsgrad Spezifische Wärmekapazität Die spezifi sche Wärmekapazität (1) Die spezifi sche Wärmekapazität (2) Energie und Leistung Die elektrische Energie Die elektrische Leistung (1) Die elektrische Leistung (2) Die elektrische Leistung (3) Energiekosten (1) Energiekosten (2) Energiekosten (3) Energieübertragung Übertragung elektrischer Energie Der Transformator Kernenergie Radioaktivität am Atommodell erklärt Kernspaltung Vor- und Nachteile von Kernkraftwerken Reaktorunfälle Anwendungsgebiete radioaktiver Stoffe (1) Anwendungsgebiete radioaktiver Stoffe (2) Problematik Lösungen Abbildungsverzeichnis Wir benötigen elektrische Energie Die Induktion Energieerzeugung Windenergie Wasserenergie Thermische Kraftwerke (1) Thermische Kraftwerke (2) Sonnenenergie... 26

4 Arbeit und Energie (1) Von der Arbeit zur Energie Energie im Alltag Das Thema Energie ist nahezu täglich in den Medien zu fi nden. Schlagzeilen sind z. B. Schüler lernen Energie sparen, Beim Heizen wird viel Energie verschwendet, Wir setzen auf saubere Energie, Beratung in Energiefragen, Aus Abfall Energie machen?, Energie und Nahrung belasten Verbraucher, Energie: Spritsorte E10 weiterhin unbeliebt, Bio-Energie soll im ganzen Dorf das alte Heizöl ablösen, Japan plant Energiewende, Wie viel kostet die Energiewende?, Öffentliche Dächer spenden Energie, Wir müssen stärker auf regenerative Energien setzen. Menschen lassen für sich arbeiten Menschen haben schon vor über 2000 Jahren Maschinen erfunden, die Arbeit für sie verrichteten. Die ersten Maschinen nutzten dabei die des Flusses, um Wasserräder anzutreiben. Wassermühlen haben beispielsweise gemahlen. Aber auch Sägemühlen und Schleifmühlen erleichterten dem Menschen seine. Die wurden fortlaufend weiterentwickelt, bis schließlich zur Jahrhundertwende des 19. Jahrhunderts die Turbine erfunden wurde, die mit einem Generator verbunden ist. Dieser wandelt dann die Bewegungsenergie des Wassers in um. Die meisten heutigen Haushaltsgeräte, die für uns verrichten, wandeln elektrische Energie wieder in um und ersetzen damit eigene, schweißtreibende Arbeit. Persen Verlag 1

5 Arbeit und Energie (2) Von der Arbeit zur Energie Aufgabe 1 a) Nenne 5 Haushaltsgeräte, die elektrische Energie in Bewegungsenergie umsetzen. b) Nenne 3 Maschinen, die den Menschen schon vor 2000 Jahren die Arbeit erleichterten. c) Leider steht den Menschen nicht überall die Wasserkraft zur Verfügung. Welche Maschine kann als Weiterentwicklung der Wassermühle gesehen werden? d) Die in c) genannte Maschine ist bis heute stark weiterentwickelt worden. Wie nennt man die heute entwickelte Form? Aufgabe 2 Verrichtet man an einem Körper, so nimmt seine zu. Arbeit, W E so nimmt seine Energie ab. Körper W E Körper Merke: Energie ist die Fähigkeit eines Körpers, zu verrichten. Hinweis: Auch die Abgabe von Licht oder Wärme ist als verrichtete Arbeit zu verstehen. Persen Verlag 2

6 Energieformen (1) Energieformen Thermische Energie (Wärmeenergie) Erwärmt man einen Körper, so wird diesem thermische Energie zugeführt. Werden beispielsweise fossile Brennstoffe (Holz, Kohle, Öl, Gas, ) verbrannt, so wird fortlaufend die in den gespeicherte chemische Energie in umgewandelt. Chemische Energie Bei chemischen Reaktionen wird meistens in Bewegungsenergie und thermische Energie umgewandelt. Die menschliche Verdauung ist auch eine chemische Reaktion. Dabei wird die in den enthaltene chemische Energie in (Körpertemperatur) und (Muskelbewegung) umgewandelt. Elektrische Energie Wird eine Glühlampe zum Leuchten (Glühen) gebracht, so wird ihr zugeführt, die in umgewandelt wird. Je größer die ihr zugeführte elektrische Energie, umso leuchtet die Glühlampe. Strahlungsenergie Fallen Lichtstrahlen auf eine Photovoltaikanlage, so wird ihr zugeführt, die in umgewandelt wird. Je größer die ihr zugeführte Strahlungsenergie, umso elektrische Energie wird erzeugt. Persen Verlag 3

7 Energieformen (2) Energieformen Potenzielle Energie (Lageenergie) Wird ein Körper bzw. auf eine bestimmte Höhe h befördert, so wird diesem zugeführt. Kinetische Energie (Bewegungsenergie) Wird ein Körper in Bewegung versetzt, so wird diesem zugeführt. Rutscht ein Kind von einer Rutsche herunter, so wird die ihm zuvor zugeführte potenzielle Energie stetig in umgewandelt. Diese wird durch die des Kindes sichtbar. Spannenergie man einen Bogen, so wird diesem zugeführt. Je stärker der Bogen gespannt wird, umso Spannenergie wird ihm zugeführt. Verformungsenergie Fährt man mit einem Fahrzeug gegen eine Wand (wie z. B. beim Crashtest), so wird seine Bewegungsenergie in umgewandelt. Diese wird durch eine des Fahrzeuges sichtbar. Persen Verlag 4