Sekundarstufe I

Energie und Energieumwandlung

Themenfeld: Technik, Physik, NwT // Klasse: 8-10
In diesem Kurs vermitteln wir die Bedeutung des Themas Energie. Wir arbeiten mit leistungsfähigen Solarzellen und Generatoren und führen spannende Verbrennungsversuche mit chemischen Energieträgern durch, um deren Energieinhalt zu bestimmen.

Alles ist Energie – sie ist ist an jedem natürlichen und technischen Vorgang beteiligt. Wir schauen uns an, welche verschiedenen Erscheinungsformen Energie haben kann, wie man sie umwandelt und was dabei geschieht. Zielsetzung des Kurses ist es, den Schülerinnen und Schülern die große Bedeutung des Themas Energie nahezubringen und dabei einen hohen Bezug zum alltäglichen Leben herzustellen.

Wir bauen zunächst einen kleinen Solarpark mit leistungsstarken Solarzellen, Messgeräten und Energiewandlern. Durch verschiedene Experimente erkennen wir dabei, welche Aspekte bei der Nutzung der Solarenergie unter freiem Himmel zu beachten sind. 

Bei einem Experiment mit unserem muskelkraftbetriebenen Generator erfahren die Schülerinnen und Schüler, was der physikalische Begriff der Leistung bedeutet. Dabei vermitteln wir auch die Probleme, die mit ineffektiven „Verbrauchern“ zusammenhängen. Bei der spektakulären Umwandlung von chemischer Energie in thermische Energie wird deutlich gemacht, wie viel Energie eigentlich in Materie gebunden sein kann, warum in Kraftwerken organische Substanzen verbrannt werden und weshalb die Nutzung fossiler Brennstoffe zu einer Erwärmung der Atmosphäre führt.

Zum Abschluss des Kurses demonstrieren wir schließlich noch die Funktionsweise eines realen Dampfkraftwerks: vom „Anzünden der Kohle“ bis zur Entstehung von Licht am Ende der Wandlungskette.   

Bezug zu Bildungsplaninhalten:

  • Die Begriffe Energiespeicher und Energieübertragung beschreiben
  • Die Bedeutung der Sonne für das Leben auf der Erde beschreiben (z.B. Jahreszeiten)
  • Energieübertragungsketten in einfachen Systemen grafisch darstellen (z.B. Lebewesen, Maschinen)
  • Energiedichten vergleichen (z.B. Brennwert)
  • Möglichkeiten der Energieversorgung mit Hilfe von Energieübertragungsketten beschreiben (z.B. Wasserkraftwerk, Kohlekraftwerk)
  • Die eigene Umgebung hinsichtlich des sorgsamen Umgangs mit Energie untersuchen, bewerten und konkrete technische Maßnahmen (z.B. Wahl des Leuchtmittels) sowie Verhaltensregeln ableiten (z.B. Stand-by-Funktion)
  • Den Zusammenhang von zugeführter Energie, nutzbarer Energie und Wirkungsgrad bei Energieübertragungen beschreiben
  • Das scheinbare Verschwinden von Energie mit der Umwandlung in thermische Energie erklären

gewünschte Vorkenntnisse
Folgende Themen bzw. Begriffe sollten im Vorfeld (wenn möglich mit Beispielen) besprochen werden:    

  • Energieträger, fossile und erneuerbare Energien
  • Energieformen
  • Koordinatensysteme
  • Kursdauer
    3,5 Stunden
  • Kursort
    bis Januar 2019 auf unserem Wissenschaftsschiff „MS experimenta“, ab Februar 2019 im Wilhelm-Maybach-Labor
  • Start
    Montag bis Freitag, 9:15 Uhr oder 14:00 Uhr
  • Teilnehmerzahl
    max. 32 Teilnehmer
  • Kosten
    5,00 Euro Materialkosten pro Teilnehmer, mindestens 80,00 Euro. Sollte die Kursgebühr aufgrund geringer Teilnehmerzahlen unter den Mindestbetrag fallen, so wird der Mindestbetrag erhoben. Zwei Begleitpersonen haben freien Eintritt.