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−	===Mit den Ohren sehen===	+	==Leere Seite==
−	Blinde können mit dem sogenannten "Klick-Sonar" sich orientieren.	+	{|
−	*Erläutere, wie das funktioniert.	+	|height="960px"|
−	Mit den Augen sehen wir ganz ähnlich.	+	|}
−	*Vergleiche das "Sehen" mit den Ohren und das mit den Augen.	+
−	===Ein Stift===	+	==Aufgaben zu Energieverlust und Wirkungsgrad==
−	Du schreibst mit einem schwarzen Stift auf einem weißen Papier und kannst die Schrift lesen.	+	'''1)''' "Ein Automotor hat einen Wirkungsgrad von ca. <math>1/3 \approx 33 \%</math>."
−	*Warum ist das Papier hell und die Schrift dunkel?	+	:Was ist damit gemeint?
−	===Im Theater===	+	{|
−	<gallery widths=300px heights=190px  perrow=2>	+	|style="vertical-align:top;"|
−	Bild:Theaterscene 4Männer.jpg|Bild1: Vier Männer auf der Bühne.	+	'''2)''' In diesem Energieflussdiagramm ist der Weg der Energie bei einem Kohlekraftwerk dargestellt.
−	Bild:Theaterscene_asiatisch.jpg|Bild2: Ein asiatisches Theaterstück.	+	:'''a)''' Wie geht die meiste Energie der Kohle "verloren"?
−	</gallery>	+	:'''b)''' Welchen Wirkungsgrad hat das Kohlekraftwerk ohne Energietransport zum Verbraucher und mit Transport zum Verbraucher?
		+	:'''c)''' Bei einem Kraftwerk mit "Kraft-Wärme-Kopplung" werden die umliegenden Gebäude durch die Wärme des Kraftwerks geheizt und mit warmem Wasser versorgt. Durch große Rohre wird diese "Fernwärme" bis in die Häuser geleitet. Kleinere Anlagen werden auch "Blockheizkraftwerk" genannt.
		+	:Erkläre was der Vorteil der "Kraft-Wärme-Kopplung" gegenüber einem normalen Kraftwerk ist. Warum macht es einen Unterschied, ob es Sommer oder Winter ist?
		+	|
		+	[[Datei:Energieflussbild Kohlekraftwerk.png|369px]]
		+	|}
		+	'''3)''' Werden viele Energieumlader zu einer Kette geschaltet, so berechnet sich der Gesamt-Wirkungsgrad, indem man alle einzelnen Wirkungsgrade multipliziert. ([[Energieverluste_und_der_Wirkungsgrad_von_Energiewandlern#Wirkungsgrad|Tabelle von Wirkungsgraden]])
		+	<br/>Fährt zum Beispiel ein Mensch Fahrrad, der vorher ein Brot gegessen hat, so wird die Energie zuerst von der Weizenpflanze von Licht auf das Weizenkorn umgeladen. Der Mensch lädt die Energie des Korns auf die Bewegung um:
−	[[Datei:Toepfe_Edelstahl.jpg|thumb|300px]]	+	[[Datei:Energieumladerkette_Vegetarier.png|514px]]
−	[[Datei:Auge_Evolution.png|right]]	+	:<math> 35\% \cdot 30\% = 0{,}35 \cdot 0{,}3 = 0{,}105 =10{,}5 \%</math>
−	[[Datei:Nocube.png|thumb|250px]]	+	Der Wirkungsgrad beträgt insgesamt ca. 10%. Das heißt ca. 10% der Energie aus dem Sonnenlicht ist in der Bewegung angekommen.
−	Erkläre, warum wir auf den Fotos das sehen, was wir sehen:	+
−	;Bild1	+	'''a)''' Berechne den Gesamt-Wirkungsgrad von:
		+	#einer Glühlampe, die von einem Kohlekraftwerk betrieben wird.
		+	#der Energieumladerkette der Dampfmaschine: Dampfmotor > Generator > Glühlampe.
−	A: Die Haare der beiden Männer sind nicht zu sehen, die Gesichter dagegen schon.	+	'''b)''' Vergleiche den Wirkungsgrad von:
		+	#einem Benzinauto mit einem Elektroauto, das den Akku mit einem Kohlekraftwerk lädt.
		+	#einer Gasheizung mit einer Elektroheizung, die von einem Kohlekraftwerk angetrieben wird.
−	B: Der Anzug dieses Herrn ist deutlich sichtbar, die Anzüge der beiden linken Männer sind nicht zu sehen.	+	==Energie im Haushalt==
		+	'''1) Energie sparen im Haushalt'''
−	;Bild2	+	In einem Haushalt braucht man Energie für die vielen elektrischen Geräte, wie Waschmaschine, Lampen, Computer,... und für die Heizung, das warme Wasser und für das Auto.
		+
		+	*Zeichne ein Diagramm, aus dem hervorgeht, wofür ein durchschnittlicher Haushalt viel Energie benötigt und wofür weniger. (Infos im Artikel: [https://www.ndr.de/ratgeber/klimawandel/CO2-Ausstoss-in-Deutschland-Sektoren,kohlendioxid146.html Energiebedarf in Deutschland])
−	A: Hier ist es auffällig dunkel.	+
−	B: Der Prinz trägt einen Mantel, der von oben bis unten aus dem gleichen Stoff gemacht ist. Trotzdem ist er an unterschiedlichen Stellen ganz unterschiedlich hell.	+	'''2) Energiemengen und Kosten berechnen'''
−	===Töpfe===	+	Peters Schreibtischlampe hat eine Leistung von 20 Watt. Er schaltet sie am Tag ca. 2 Stunden an. Für eine Kilowattstunde Energie verlangt sein Stromanbieter 25 Cent.
−	Auf dem nebenstehenden Bild sieht man Töpfe aus Edelstahl. Manche Stellen des Bildes sind hell, manche dunkel. Erkläre das für die Stellen A bis C.	+
−	:A: Zwischen den Töpfen ist es dunkel.	+	*Wieviel Energie benötigt man um die Lampe eine Sekunde, eine Minute oder eine Stunde anzuschalten?
−	:B: Rechts des Griffes sieht man eine dunkle Linie.	+	*Was kostet Peter die Schreibtischlampe pro Monat und pro Jahr?
−	:C: Der gesamte rechte Deckel ist dunkler als der linke.	+
−	===Die Lochkamera===
−	Auf der Mattscheibe einer Lochkamera kann man ein Bild sehen, das auf dem Kopf steht.
−	*Zeichne den Aufbau der Lochkamera und erkläre, wie das Bild entsteht.
−	*Wie verändert sich das Bild, wenn man den Abstand zwischen Schirm und Loch vergrößert? Erkläre dies anhand einer Zeichnung und einem Text.
−	*Wie verändert sich das Bild, wenn man die Lochblende verkleinert? Erkläre auch dies mit Text und Bild.
−	===Augen===	+	'''3) Verschiedene Lichtquellen'''
−	Die Abbildung zeigt vier verschiedene Augentypen.	+
−	*Welche Tiere haben solche Augen?	+
−	*Wie heißen die verschiedenen Augentypen?	+
−	Je komplexer das Auge, desto besser kann man damit sehen. In der Evolution hat sich deshalb das Auge von Typ a) bis zu Typ d) weiterentwickelt.	+
−	*Erläutere für jede Entwicklungsstufe den gewonnenen Vorteil.	+
−	===Der Sehvorgang===	+	Herbert mag das Licht von Energiesparlampen nicht und beleuchtet sein Wohnzimmer deshalb mit einer Glühlampe. Andrea hat sich dagegen für die gesamte Wohnung Energiesparlampen zugelegt, während Maria sich für LED-Lampen entschieden hat.
−	Wenn ich aus dem Fenster schaue, dann sehe ich dort einen Kirschbaum.	+
−	*Man kann diesen Vorgang mit dem Prinzip von "Sender und Empfänger" erklären. Was ist damit gemeint?	+
−	*Erkläre die einzelnen Phasen dieses Wahrnehmungsvorganges.	+
−	===Wahrnehmung===	+	*Vergleiche die verschiedenen Lampentypen bezüglich Energiebedarf, Wärmeentwicklung und Lebensdauer.
−	Dieses Bild zeigt...?	+
−	Eigentlich nur ein paar schwarze Flecken. Nein, es sind schwarze Kreise mit Aussparungen. Aber nein, es ist ein Würfel!	+	Ein Glühwürmchen kann auch Licht produzieren und zwar mit einem Wirkungsgrad von über 90%
−	*Was kann man aus diesem Bild über das menschliche Sehen lernen?	+	*Was ist damit gemeint?
−	===[[Aufgaben zum "Sehen" (Lösungen)|Lösungen]]===	+	==Fußnoten==
		+	<references />

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Aktuelle Version vom 4. November 2024, 09:08 Uhr

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Aufgaben zu Energieverlust und Wirkungsgrad

1) "Ein Automotor hat einen Wirkungsgrad von ca. [math]1/3 \approx 33 \%[/math]."

Was ist damit gemeint?

2) In diesem Energieflussdiagramm ist der Weg der Energie bei einem Kohlekraftwerk dargestellt. a) Wie geht die meiste Energie der Kohle "verloren"? b) Welchen Wirkungsgrad hat das Kohlekraftwerk ohne Energietransport zum Verbraucher und mit Transport zum Verbraucher? c) Bei einem Kraftwerk mit "Kraft-Wärme-Kopplung" werden die umliegenden Gebäude durch die Wärme des Kraftwerks geheizt und mit warmem Wasser versorgt. Durch große Rohre wird diese "Fernwärme" bis in die Häuser geleitet. Kleinere Anlagen werden auch "Blockheizkraftwerk" genannt. Erkläre was der Vorteil der "Kraft-Wärme-Kopplung" gegenüber einem normalen Kraftwerk ist. Warum macht es einen Unterschied, ob es Sommer oder Winter ist?

3) Werden viele Energieumlader zu einer Kette geschaltet, so berechnet sich der Gesamt-Wirkungsgrad, indem man alle einzelnen Wirkungsgrade multipliziert. (Tabelle von Wirkungsgraden)
Fährt zum Beispiel ein Mensch Fahrrad, der vorher ein Brot gegessen hat, so wird die Energie zuerst von der Weizenpflanze von Licht auf das Weizenkorn umgeladen. Der Mensch lädt die Energie des Korns auf die Bewegung um:

[math] 35\% \cdot 30\% = 0{,}35 \cdot 0{,}3 = 0{,}105 =10{,}5 \%[/math]

Der Wirkungsgrad beträgt insgesamt ca. 10%. Das heißt ca. 10% der Energie aus dem Sonnenlicht ist in der Bewegung angekommen.

a) Berechne den Gesamt-Wirkungsgrad von:

1. einer Glühlampe, die von einem Kohlekraftwerk betrieben wird.
2. der Energieumladerkette der Dampfmaschine: Dampfmotor > Generator > Glühlampe.

b) Vergleiche den Wirkungsgrad von:

1. einem Benzinauto mit einem Elektroauto, das den Akku mit einem Kohlekraftwerk lädt.
2. einer Gasheizung mit einer Elektroheizung, die von einem Kohlekraftwerk angetrieben wird.

Energie im Haushalt

1) Energie sparen im Haushalt

In einem Haushalt braucht man Energie für die vielen elektrischen Geräte, wie Waschmaschine, Lampen, Computer,... und für die Heizung, das warme Wasser und für das Auto.

• Zeichne ein Diagramm, aus dem hervorgeht, wofür ein durchschnittlicher Haushalt viel Energie benötigt und wofür weniger. (Infos im Artikel: Energiebedarf in Deutschland)

2) Energiemengen und Kosten berechnen

Peters Schreibtischlampe hat eine Leistung von 20 Watt. Er schaltet sie am Tag ca. 2 Stunden an. Für eine Kilowattstunde Energie verlangt sein Stromanbieter 25 Cent.

• Wieviel Energie benötigt man um die Lampe eine Sekunde, eine Minute oder eine Stunde anzuschalten?
• Was kostet Peter die Schreibtischlampe pro Monat und pro Jahr?

3) Verschiedene Lichtquellen

Herbert mag das Licht von Energiesparlampen nicht und beleuchtet sein Wohnzimmer deshalb mit einer Glühlampe. Andrea hat sich dagegen für die gesamte Wohnung Energiesparlampen zugelegt, während Maria sich für LED-Lampen entschieden hat.

• Vergleiche die verschiedenen Lampentypen bezüglich Energiebedarf, Wärmeentwicklung und Lebensdauer.

Ein Glühwürmchen kann auch Licht produzieren und zwar mit einem Wirkungsgrad von über 90%

• Was ist damit gemeint?

Fußnoten