Fachbezogener Schwerpunkt Physik: Energieumwandlung beurteilen (TF 2)

Das Material bietet eine Liste von Links zu Materialien und Filmen zum Themenbereich Fachbezogener Schwerpunkt Physik: Energieumwandlung beurteilen (TF 2). Die Links eignen sich für den Einsatz im Fach Naturwissenschaften in der neunten und zehnten Klasse der IGS.

Die Lernenden…

• beschreiben an ausgewählten Beispielen für physikalische, chemische und biologische Systeme mithilfe von Energiebilanzen unter Berücksichtigung von Wirkungsgraden die Entwertung von Energie.
• beschreiben die Energiestromstärke (Leistung) P als Maß dafür, wie schnell Energie übertragen wird.
• unterscheiden Temperatur und innere Energie eines Körpers.
• unterscheiden mechanische Energieübertragung (Arbeit) von thermischer (Wärme) an ausgewählten Beispielen.
• bestimmen die auf diese Weise übertragene Energie quantitativ.
• beschreiben Aufbau und Funktionsweise unterschiedlicher Kraftwerkstypen zur Energieversorgung.
• beschreiben ausgewählte globale und lokale Auswirkungen unseres Energiekonsums.

Die Online-Lernumgebung enthält Informationen, Aufgaben mit Lösungen, einfache Experimente und Animationen sowie weiterführendes Material

Beispielen für physikalische, chemische und biologische Systeme mithilfe von Energiebilanzen unter Berücksichtigung von Wirkungsgraden die Entwertung von Energie:

Datenlage

• Primärenergiebedarf BRD: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/geschichte/primaerenergiebedarf-brd
• Energiebedarf Welt: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/geschichte/energiebedarf-welt
• Energiebedarf des Menschen Historisch: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/geschichte/energiebedarf-des-menschen
• Energiefluss in Deutschland: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/ausblick/energiefluss-deutschland
• Energieversorgung in München: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/ausblick/energieversorgung-muenchen
• Gasversorgung in Deutschland: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/ausblick/gasversorgung
• Kohleversorgung in Deutschland: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/ausblick/kohleversorgung
• Ölversorgung in Deutschland: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/ausblick/oelversorgung
• Uranversorgung in Deutschland: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/ausblick/uranversorgung
• Kernenergie in Deutschland: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/ausblick/kernenergie-deutschland
• Probleme der Kernenergienutzung: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/ausblick/probleme-kernenergienutzung
• Emissionen von Kraftwerken: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/ausblick/emissionen-von-kraftwerken
• Energieentwertung: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/energieentwertung

Animationen zur Energieentwertung und reversibler und irreversibler Vorgänge: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/energieentwertung/downloads

Geschichtlicher Hintergrund Energieentwertung: Ludwig Boltzmann: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/energieentwertung/geschichte/ludwig-boltzmann-1844-1906

Vorwissen aktivieren:

• Physikalische Größe Energie (Video): https://ivi-education.de/video/energie/
• Physikalische Größe Arbeit (Video): https://ivi-education.de/video/physikalische-groesse-arbeit/
• Wirkungsgrad (Video): https://ivi-education.de/video/physikalische-begriff-wirkungsgrad/
• Wirkungsgrad und diverse Aufgaben: https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung/grundwissen/wirkungsgrad
• Verschiedenen Wirkungsgrade unterschiedlicher Bauteile: https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung/ausblick/verschiedene-wirkungsgrade
• Arbeit, Energie Leistung, diverse Aufgaben und Gesamtüberblick: https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung/grundwissen/leistung

Vergleich von alltagsrelevante elektrische, mechanische und biologische Leistungen auf der Grundlage vorgelegten Datenmaterials oder eigener Experimente und den Wirkungsgrad für alltagsnahe Beispiele auf der Grundlage vorgelegter Daten oder eigener Experimente

(Material s. oben und Aufgabe) und Zeichnen von Energieflussdiagramme für Energieumwandlungsketten aus Natur, Alltag und Technik und berücksichtigen die Energieentwertung

• Energieversorgung in Nordschwaben Aufgabe: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/ausblick/energieversorgung-nordschwaben
• Energieverbrauch einer Familie Aufgaben+ Lösungen: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/energieentwertung/ausblick/energieverbrauch-der-familie-huber
• Energieverschwender Haus: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/energieentwertung/ausblick/energieverschwender-haus
• Reichweite der Rohstoffe: https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/energieentwertung/ausblick/reichweite-der-rohstoffe

unterscheiden Temperatur und innere Energie eines Körpers

innere Energie: https://physikunterricht-online.de/jahrgang-11/waerme-und-innere-energie/

Änderung der inneren Energie eines Körpers: https://www.leifiphysik.de/waermelehre/innere-energie-waermekapazitaet/grundwissen/aenderung-der-inneren-energie

Wasser als Energieüberträger in technischen Systemen (Brennstoffzelle) (Text und Aufgaben): https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/grundwissen/brennstoffzelle

unterscheiden mechanische Energieübertragung (Arbeit) von thermischer (Wärme) an ausgewählten Beispielen

Arbeit als Energietransfer (Text und Aufgaben): https://www.leifiphysik.de/mechanik/energieerhaltung-und-umwandlung/grundwissen/arbeit-als-energietransfer

• Wärmekraftmaschinen (Energieübertragung (Text und Aufgaben): https://www.leifiphysik.de/waermelehre/waermekraftmaschinen/grundwissen/waermekraftmaschine-kaeltemaschine-und-waermepumpe
• Überblick über Wärmekraftmaschinen (Text und Aufgaben): https://www.leifiphysik.de/waermelehre/waermekraftmaschinen/grundwissen/ueberblick-ueber-waermekraftmaschinen
• Arbeit, Energie und Leistung Grundwissen bis zur „Goldenen Regel der Mechanik  (Texte und Aufgaben): https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung

Hinweise für begleitende Erwachsene:

• Die Online-Umgebung ist für den PC, das Mobiltelefon und das Tablet geeignet.
• Öffnen über Chrome-Browser problemlos. Bearbeitung mit Firefox- und Explorer-Browser: Sicherheitseinstellungen beachten.

Bereitgestellt von: Fachberatung / Fachmoderation Naturwissenschaften Sek. I, Niedersächsische Landesschulbehörde, 05.2020