Medienübersicht. seite -1- setac setac 1 Energie braucht es überall Unser alltäglicher Energiebedarf. bausteine. naturπ wissen

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1 setac setac 1 braucht es überall Unser alltäglicher bedarf naturπ wissen bausteine Medienübersicht Comic: Was wäre wenn... Podcast: Blackout Infotext: Ohne läuft nichts und niemand Fragen zum Text Versuchsanleitungen: verbrauch Labor1: Kerzenkocher Labor2: Wasserkocher Labor3: Heißes Wasser Labor4: Motorleistung Fakten: energeia Infografik: arten Technische Anleitung: Induktionsherd Skript/Arbeitsblatt: gut versteckt Zur Weiterarbeit seite -1-

2 das problem setac 1 Was wäre wenn...? Laura kommt spät abends aus der Schule nach Hause und hat natürlich Hunger. Leider sind der Kühlschrank und der Vorratsschrank fast ganz leer. Aber es gibt noch Nudeln. Also: Nudelwasser aufsetzen und Nudeln kochen. Als Laura den Ofen einschaltet, tut sich jedoch überhaupt nichts. Stopp! Es gibt keinen Strom, der Herd funktioniert nicht! 1. Welches Problem hat Laura jetzt? Hunger Dunkelheit Kälte 2. Kann sie das Problem irgendwie lösen? Sie müsste erzeugen können. 3. Ganz ohne Strom - was funktioniert jetzt noch alles nicht mehr? Warmwasserbereitung für die Heizung Telefon Fernseher labor verbrauch 1. Stelle 100ml Wasser auf einen Kerzenbrenner. Miss die Temperatur am Anfang des Versuches. Lasse das Wasser 5min erwärmen. Welche Temperatur hast du jetzt messen können? Verlängere den Versuch um weiter 2min. Wie hoch steigt das Thermometer? labor 1 2. Messe mit dem Strommessgerät, wie viel Stromenergie du brauchst um 1 Liter Wasser mit dem Wasserkocher zum Kochen zu bringen. Miss auch die dafür benötigte Zeit. labor 2 3. Berechne die menge, die man theoretisch braucht um 1l Wasser von 20 C auf 100 C zu erwärmen. Um 1cm 3 Wasser zum 1 C zu erwärmen braucht man 5Joule. labor 3 4. Mit elektrischer lassen sich leicht andere Arten von umwandeln. Der Motor kann ein Lastenstück nach oben ziehen. Miss im Versuch die dabei benötigte Spannung und Stromstärke. labor 4 seite -2-

3 infotext setac 1 ohne energie läuft nichts leistet unersetzliche Dienste. Das wird uns dann schnell klar, wenn die plötzlich wegbleibt. Bei einem Stromausfall stehen wir zunächst einmal nur ohne elektrische da. Allerdings zeigt sich bald, was sonst noch alles nicht mehr funktioniert. >Das Problem Wir können zum Beispiel das Wasser für Nudeln nicht mehr heiß bekommen. Man kann natürlich auch die Nudeln so essen, allerdings schmecken sie nicht und außerdem sind sie für den Körper ungekocht fast wertlos. Warum müssen wir überhaupt etwas essen? Naja, weil wir täglich atmen und uns bewegen, und das kostet eben, die in Lebensmitteln als chemische steckt. Unsere Nahrung besteht aus Pflanzen oder aus Tieren, die Pflanzen gefressen haben. In beiden ist der Brennstoff Kohlenstoff enthalten, den wir in unserem Körper still und gleichmäßig verbrennen. Die dabei gewonnene hilft uns beispielsweise den Körper auf 37 C zu erwärmen. Das Abfallprodukt dabei ist das Gas CO 2, das wir ausatmen. Wärme ist sowieso ein eigenes Kapitel. Denn einerseits können wir unsere eigene Wohlfühltemperatur im Körper herstellen, andererseits klappt das nicht mehr, wenn es draußen zu kalt ist. Dann brauchen wir eine Heizung für die Wärmeenergie. Unsere Häuser werden meist mit Erdgas oder Erdöl geheizt. Aber selbst in diesen Anlagen sind so viele elektrische Bauteile eingebaut, dass bei Stromausfall die Heizung auch nicht mehr funktioniert. Wenn die Heizung nicht funktioniert, rufen wir eine Störungsstelle an, damit Hilfsdienste den Schaden beheben können. Nur leider funktioniert das Telefon nicht, der Akku des Handys kann nicht aufgeladen werden, das Internet ist tot und es wir langsam aber sicher dunkel. Schließlich kommt die für die Lampen aus elektrischer. Aus einer Welt ohne Strom würden wir alle schnell flüchten wollen, wobei wir weder das Auto, das Flugzeug oder den Zug nehmen könnten, da in diesen Fahrzeugen jede Menge elektrischer Bauteile und Batterien eingebaut sind. Nahrung = chemische Stoffwechsel innere Oxidation Wärmeenergie thermische zur Kommunikation Lichtenergie Bewegungsenergie Man könnte ja Fahrrad fahren oder laufen, aber langsam aber sicher hat der Hunger alle verbraucht. Nudeln wären gut, aber... fragen zum text 1. Welche verschiedenen Arten von sind im Text aufgeführt? 2. Elektrische kann man in viele andere arten umwandeln. Nenne einige Beispiele dazu! >setacii script 3. Versuche, eine Definition für zu formulieren. ist... Fähigkeit Arbeit zu verrichten >fakten seite -3-

4 fakten setac 1 energeia kommt vom griechischen Wort energeia, das mit Arbeitsfähigkeit übersetzt werden kann. ist also die Fähigkeit Arbeit zu verrichten. hat als Einheit Joule, abgekürzt J. 1000J sind 1kJ (Kilojoule) J sind1mj (Megajoule). 1Joule gibt an, wie viel Arbeit man verrichten kann. Um eine Tafel Schokolade einen Meter hoch zu heben, braucht man 1Joule. Um 1cm 3 Wasser um 0,2 C zu erwärmen, braucht man auch 1 Joule. Wenn man wissen will, wie viel man in einer Stunde braucht, nimmt man als Einheit Watt, abgekürzt W. Der bedarf des Menschen hängt davon ab, ob man sich bewegt (=Leistungsbedarf über kj pro Tag) oder nur still schläft (=Grundbedarf 6000 kj pro Tag). 1kg Spahetti liefern kj, 1kg Butter enthält kj. Um ein Auto 10km weit zu fahren, braucht man 44000kJ, die in Benzin gespeichert ist, das sind ungefähr 8Liter. annex Zur Weiterarbeit Verfolge deinen persönlichen Stromverbrauch während des Tages. Erstelle dabei einen Stundenplan, in den du alle elektrischen Geräte einträgst, die du direkt oder indirekt nutzt. Wie wird es eigentlich bei dir zu Hause warm? Informiere dich, welche Heizungsanlage in eurem Keller steht. Wie viel braucht ihr dafür? Wecker Zimmerlampe mp3- Player - Overheadprojektor usw. Erdgas, Heizöl, Fernwärme Ermittle den Stromverbrauch für deinen Computer oder für deine Playstation. Du kannst dir ein Strommessgerät dazu ausleihen. Informiere dich, wie groß der (Primär-)verbrauch in Deutschland ist. Vergleiche dazu den verbrauch von Südafrika. beratungsstellen >Bezugsquelle Angaben in TWh Im Deutschen Museum gibt es eine Menge zum Thema verbrauch und quellen. Wie wäre es mit einem Besuch oder einem Internetclick? seite -4-

5 labor 1 setac 1 kerzenkocher 1. Lege auf zwei Holzklötze eine Metallplatte oder verwende ein Stövchen. (Bild1) Stelle ein Becherglas mit 100ml Wasser auf den Kerzenkocher. Miss zunächst die Temperatur des Wassers. 2. Zünde die Kerze an und erhitze das Wasser 5min lang. Miss die Temperatur nach 5min! (Bild2) 3. Lasse den Versuch weitere 2min laufen und miss die Temperatur. (Bild3) Es kann auch ein Flüssigkeitsthermometer verwendet werden. 4. Welche Maximaltemperatur kann man mit dem Kerzenkocher erreichen? Bezugsquelle Digitalthermometer 000 C 000 C 000 C labor 2 wasserkocher 1. Du brauchst für den Versuch einen Wasserkocher und ein Strommessgerät. (Bild1) 2. Fülle in den Wasserkocher 1l Wasser. Miss die Temperatur. Bezugsquelle Strommessgerät Bezugsquellen Strommessgerät 3. Stoppe die Zeit, die du gebraucht hast, um 1l Wasser zum Kochen zu bringen. (Bild2) 4. Schließe nun das Strommessgerät an und ermittle den verbrauch in Watt. (Bild3) Anschluss der Kabel am Dynamo parallel 10Volt mal 1Ampere mal 30min = 5Wh 0000 C 0000min 0000Wh seite -5-

6 labor 3 setac 1 heißes wasser Berechne die menge, die man theoretisch braucht, um 1l Wasser von 20 C auf 100 C zu erwärmen. Um 1cm 3 Wasser zum 1 C zu erwärmen, braucht man 5Joule.? 1l = 1dm 3 1. Rechne 1l Wasser in 1cm 3 um! 2. Berechne die Temperaturdifferenz. 3. Berechne die menge für die ermittelte Temperaturerhöhung. 4. Überlege, ob das Ergebnis realistisch ist. Die Erwärmung würde ca. 0,1kWh Strom benötigen. 1dm 3 = 10mal 10mal 10 cm C minus 20 C 1000cm 3 mal 80 C mal 5Joule labor 4 motorleistung 1. Elektrische kann zum Bewegen eines Motors verwendet werden. Der Motor kann die Bewegungsenergie in Höhenenergie umwandeln.(bild1) physikalische Sammlung >Baukran Seilwinden 2. Baue an einen Motor eine Seilkurbel an, mit der ein Laststück mit 100g Gewicht 1m hochgehoben wird. (Bild1) 3. Stelle die Spannung am Netzgerät so ein, dass der Motor für das Heben genau 10s braucht. Miss die dafür benötigt Spannung. (Bild2) 4. Miss nun für den gleichen Vorgang die Stromstärke des Motors (Bild3). Du kannst nun aus den Größen die Leistung des Motors berechnen. P = U mal I V 0000A seite -6-

7 podcast setac 1 keine nudeln naturπ wissen comic all you need... Kannst du vielleicht mal Strom erfinden? seite -7-

8 gut versteckt bedarf und formen bedarf bedarf Nahrung Bewegung Strom formen Werte 6000 kj Grundumsatz kj Leistungsumsatz kj für 1l Benzin 1200 kj für 20km Radfahrt 1000 kj für 3 Std. Licht kj für 10s Fahrt Elektrische Höhenenergie Ordne folgende Tätigkeiten oder Geräte in die Tabelle ein! 100W- Glühbirne Auto U- Bahn 1 Tag schlafen 1 Tag arbeiten Sport Überlege dir, welche formen in den folgenden Beispielen sind: Sonnenlicht Erdöl Chemische ` Wärmeenergie Wir brauchen für... Lichtenergie Bewegungs- ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Man unterscheidet verschiedene Arten von, zum Beispiel Bewegungsenergie, Wärmeenergie oder elektrische. Die Einheit für ist Joule (1J). Zur Weiterarbeit und als Hausaufgabe Informiere dich darüber, wie sich der weltweite bedarf in den letzten 100Jahren verändert hat. Stimmts? kann nie verloren gehen. klingelndes Handy Grillfeuer Skateboard Wasserstausee Notiere auf der Rückseite für welche Tätigkeiten du brauchst! z.b. Radiowecker, Computer, Essen... Folgende Wörter sind in die Lücken einzusetzen: Arten Arbeit Joule elektrische Vollständigkeit Gestaltung

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