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(Praktikum: Bau einer Panflöte aus Reagenzgläsern)
 
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==Leere Seite==
 
 
{|
 
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|height="1000px"|
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|}__NOTOC__
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==Aufgaben zur Energie==
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====Energieträger und Energieformen====
  
|}
+
{|class="wikitable" style="float:right;"
__NOTOC__
+
!
===Praktikum: Bau einer Panflöte aus Reagenzgläsern===
+
Energieträger
[[Datei:Reagenzglasständer.jpg|thumb]]
+
! colspan="2" "|
*Berechnen Sie die Längen der Luftsäulen für die Notenwerte einer Dur-Skala. (In reiner Stimmung und in gleichstufiger Stimmung)
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Name der Energieform
*Bauen Sie eine gestimmte Panflöte aus den Reagenzgläsern.
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;Material
+
:Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Wasser
+
 
+
;Theoretischer Hintergrund
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+
'''a)''' Die "[https://de.wikipedia.org/wiki/Reine_Stimmung reine Stimmung]":
+
 
+
Bei dieser Stimmung sind alle Töne auch Obertöne des Grundtons. Dafür sind die Tonabstände nicht gleichmäßig. Es gibt einen großen und einen kleinen Ganztonschritt. Zwei Halbtonschritte sind auch kein Ganztonschritt.
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{| class="wikitable"
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+
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+
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|-
 
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| colspan="2"|Intervall
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| align="center" colspan="2"| Prime
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Holz
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+
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+
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| align="center" colspan="2"| Oktave
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|-
 
|-
| colspan="2"| Frequenz
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|
| align="center" colspan="2"| <math>f_0</math>
+
heißes Wasser
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+
|colspan="2"|Wärmeenergie
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+
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+
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+
| align="center" colspan="2"| <math>\tfrac{5}{3}\, f_0</math>
+
| align="center" colspan="2"| <math>\tfrac{15}{8}\, f_0</math>
+
| align="center" colspan="2"| <math>2\, f_0</math>
+
 
|-
 
|-
|  colspan="3" |Frequenzverhältnis<br/>benachbarter Töne
 
| align="center" colspan="2"| <math> \begin{matrix} \longmapsto \\  \cdot \tfrac{9}{8}\end{matrix}</math>
 
| align="center" colspan="2"| <math> \begin{matrix} \longmapsto \\  \cdot \tfrac{10}{9}\end{matrix}</math>
 
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| align="center" colspan="2"| <math> \begin{matrix} \longmapsto \\  \cdot \tfrac{10}{9}\end{matrix}</math>
 
| align="center" colspan="2"| <math> \begin{matrix} \longmapsto \\  \cdot \tfrac{9}{8}\end{matrix}</math>
 
| align="center" colspan="2"| <math> \begin{matrix} \longmapsto \\  \cdot \tfrac{16}{15}\end{matrix}</math>
 
 
|
 
|
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geriebener Luftballon
 +
|colspan="2"|elektrische Energie
 +
|-
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|
 +
Licht
 +
|colspan="2"|Lichtenergie<ref>Das Licht selbst besteht nicht aus Energie, es enthält die Energie! Was das Licht selbst ist, kann man nicht so einfach beantworten.</ref>
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laufender Mensch
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|Bewegungsenergie
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|rowspan="3"|mechanische Energie
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[[Media:Luftballon Druecken.jpg|zusammengedrückter Luftballon]]
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|Spannenergie
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hochgelegenes Wasser in einem Stausee
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|Lageenergie
 
|}
 
|}
  
'''b)''' Die "[https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichstufige_Stimmung gleichstufige Stimmung]":
 
  
Bei dieser Stimmung stimmen die Töne nicht mehr exakt mit den Obertönen des Grundtons überein. Daraus ergibt sich ein anderer Klang.
+
'''1)''' Eine Batterie ist ein Energieträger. Denn in der Batterie steckt Energie, mit der man einen Motor antreiben kann.
<br/>Die Oktave wird in 12 gleichgroße Halbtonschritte aufgeteilt. Damit sind alle Ganztonschritte gleich groß, nämlich gerade zwei Halbtonschritte.
+
*Nenne drei weitere Gegenstände, die auch Energieträger sind und sage, was man mit dieser Energie machen kann.
<br/>Das Frequenzverhältnis vom Grundton zur Oktave ist 1:2, deshalb ist das Frequenzverhältnis eines Halbtonschrittes:
+
 
:<math> 1 \cdot h^{12} = 2 \quad \Rightarrow\quad h = \sqrt[12]{2} \approx 1{,}0595</math>
+
'''2)''' Die Tabelle zeigt, welche verschiedenen Namen man der Energie verschiedener Träger gegeben hat.
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*Nenne für jede Energieform ein ''anderes'' Beispiel in folgender Art:
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:"Der Wind, also Luft, die sich schnell bewegt, enthält Bewegungsenergie."
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<br style="clear: both" />  
 +
 
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{|class="wikitable" style="text-align: right; float:right; "
 +
!style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
Gegenstand
 +
 
 +
!style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
Energiemenge in Joule
  
{| class="wikitable"
 
! width="80px" align="center" colspan="2"| C-Dur
 
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| width="80px" align="center" colspan="2"| G
 
| width="80px" align="center" colspan="2"| A
 
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| width="80px" align="center" colspan="2"| C
 
 
|-
 
|-
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+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
| align="center" colspan="2"| Prime
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Sonnenlicht auf einen m<sup>2</sup> für eine Sekunde
| align="center" colspan="2"| große<br/>Sekunde
+
 
| align="center" colspan="2"| große<br/>Terz
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
| align="center" colspan="2"| Quarte
+
1.300 J
| align="center" colspan="2"| Quinte
+
 
| align="center" colspan="2"| große<br/>Sexte
+
| align="center" colspan="2"| große<br/>Septime
+
| align="center" colspan="2"| Oktave
+
 
|-
 
|-
| colspan="2"| Frequenz
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
| align="center" colspan="2"| <math>f_0</math>
+
ein Liter Benzin
| align="center" colspan="2"| <math>h^2 \, f_0</math>
+
 
| align="center" colspan="2"| <math>h^4\, f_0</math>
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
| align="center" colspan="2"| <math>h^5\, f_0</math>
+
30.000.000 J
| align="center" colspan="2"| <math>h^7\, f_0</math>
+
 
| align="center" colspan="2"| <math>h^9\, f_0</math>
+
| align="center" colspan="2"| <math>h^11\, f_0</math>
+
| align="center" colspan="2"| <math>2\, f_0</math>
+
 
|-
 
|-
| colspan="3" |Frequenzverhältnis<br/>benachbarter Töne
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
| align="center" colspan="2"| <math> \begin{matrix} \longmapsto \\  \cdot h^2\end{matrix}</math>
+
Akku eines E-Autos<ref>Siehe Wikipedia: [https://de.wikipedia.org/wiki/Tesla_Model_3#Batterietechnik Tesla Model 3]</ref>
| align="center" colspan="2"| <math> \begin{matrix} \longmapsto \\  \cdot  h^2\end{matrix}</math>
+
| align="center" colspan="2"| <math> \begin{matrix} \longmapsto \\  \cdot  h\end{matrix}</math>
+
| align="center" colspan="2"| <math> \begin{matrix} \longmapsto \\  \cdot  h^2\end{matrix}</math>
+
| align="center" colspan="2"| <math> \begin{matrix} \longmapsto \\  \cdot  h^2\end{matrix}</math>
+
| align="center" colspan="2"| <math> \begin{matrix} \longmapsto \\  \cdot  h^2\end{matrix}</math>
+
| align="center" colspan="2"| <math> \begin{matrix} \longmapsto \\  \cdot  h\end{matrix}</math>
+
|
+
|}
+
  
 +
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
180.000.000 J
  
'''c)''' Eine [https://de.wikipedia.org/wiki/Pentatonik#Anhemitonische_Pentatonik Pentatonik]
+
|-
 +
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
aufgepumpter Fahrradreifen
  
Verwendet man von den sieben Tönen der C-Dur-Skala nur die fünf Töne C, D, E, G und A, so klingen alle Töne miteineinander sehr harmonisch und man kann damit irgendetwas improvisieren, ohne dass es schräg klingt. Das geht am besten mit der reinen Stimmung.
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
600 J
  
 +
|-
 +
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
Schulranzen auf einem ein Meter hohen Tisch
  
;Beobachtungen
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
 +
100 J
  
{| class="wikitable"
 
|+ '''Die für die Reagenzgläser nötigen Längen der Luftsäule'''
 
 
|-
 
|-
! width="80px" align="center" colspan="2"| C-Dur
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
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Ein Liter kochendes Wasser<ref>Im Vergleich zu Zimmertemperatur bei 20°C.</ref>
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| width="80px" align="center" colspan="2"| E
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|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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300.000 J
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|-
 
|-
| colspan="2"|Intervall
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Fahrradfahrerin mit 30 km/h
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3.000 J
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+
eine Tafel Schokolade
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'''3)''' Aus der Tabelle kann man ablesen:
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:"Mit der Energie von 38 Stunden Sonnenlicht auf einen Quadratmeter kann man den Akku eines E-Autos aufladen."
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*Bilde drei weitere Sätze in dieser Art.
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<br style="clear: both" />
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==Energiewandler / Energieumlader==
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[[Datei:Aufgaben_Energieumlader.png|399px|right]]
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'''4) Energie für Maschinen'''
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Ein Automotor bekommt mit dem Benzin seine Energie und setzt damit das Auto in Bewegung. Der Motor wird dabei auch sehr heiss. Der Motor lädt die Energie vom Benzin auf die Bewegung des Autos und auf den heissen Motor um. 
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:'''a)''' Trage in die Energieumladerdiagramme die passenden Energieträger oder den Namen des Umladers ein!
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:'''b)''' Wie kann man Energie von Licht auf Bewegung umladen? Zeichne dazu zwei geeignete Energieumlader hintereinander.
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<br style="clear: both" />
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[[Datei:Aufgabe_Energie_für_Mensch_und_Tier.png|435px|right]]
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'''5) Energie für den Menschen'''
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Mit welchen Energieträgern bekommen der Mensch, eine Kuh, eine Graspflanze und eine Weizenpflanze ihre Energie? In welche Träger wird die Energie hineingesteckt?
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*Trage die Begriffe in die Diagramme unter die Pfeile ein!
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Brot/Fleisch   Grashalme
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Muskelmasse&Fett&Milch
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Muskelmasse&Fett&Milch 
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Kot&Urin          Kot&Urin
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Wärme           Wärme
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Grashalme   Weizenkörner
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Bewegung          Bewegung
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Licht           Licht
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*Zeichne eine Energieumladerkette für einen Menschen, der nur Fleisch isst und einen Menschen, der nur Brot ist. Wo kommt schlußendlich die Energie für den Menschen her?
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<br style="clear: both" />
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'''6) Viele verschiedene Energieumlader'''
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In [[Media: Energieumlader-Tabelle_teilausgefüllt_als_Aufgabe.pdf|dieser Tabelle]] sind viele Energieumlader aufgeführt. Auf der linken Seite sieht man, mit welchem Träger sie ihre Energie bekommen und oben kann man ablesen, mit welchem Träger sie die Energie wieder abgeben. Ein Baum bekommt seine Energie mit dem Licht und speichert sie in seinem Holz. Ein Ofen wiederum kann seine Energie mit Holz bekommen und sie mit der warmen Luft wieder abgeben.
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*Ergänze die farbig markierten Lücken mit geeigneten Energieumladern.

Aktuelle Version vom 17. November 2025, 23:13 Uhr

Aufgaben zur Energie

Energieträger und Energieformen

Energieträger

Name der Energieform

Holz

chemische Energie

heißes Wasser

Wärmeenergie

geriebener Luftballon

elektrische Energie

Licht

Lichtenergie[1]

laufender Mensch

Bewegungsenergie mechanische Energie

zusammengedrückter Luftballon

Spannenergie

hochgelegenes Wasser in einem Stausee

Lageenergie


1) Eine Batterie ist ein Energieträger. Denn in der Batterie steckt Energie, mit der man einen Motor antreiben kann.

  • Nenne drei weitere Gegenstände, die auch Energieträger sind und sage, was man mit dieser Energie machen kann.

2) Die Tabelle zeigt, welche verschiedenen Namen man der Energie verschiedener Träger gegeben hat.

  • Nenne für jede Energieform ein anderes Beispiel in folgender Art:
"Der Wind, also Luft, die sich schnell bewegt, enthält Bewegungsenergie."


Gegenstand

Energiemenge in Joule

Sonnenlicht auf einen m2 für eine Sekunde

1.300 J

ein Liter Benzin

30.000.000 J

Akku eines E-Autos[2]

180.000.000 J

aufgepumpter Fahrradreifen

600 J

Schulranzen auf einem ein Meter hohen Tisch

100 J

Ein Liter kochendes Wasser[3]

300.000 J

Fahrradfahrerin mit 30 km/h

3.000 J

eine Tafel Schokolade

2.000.000 J


3) Aus der Tabelle kann man ablesen:

"Mit der Energie von 38 Stunden Sonnenlicht auf einen Quadratmeter kann man den Akku eines E-Autos aufladen."
  • Bilde drei weitere Sätze in dieser Art.


Energiewandler / Energieumlader

Aufgaben Energieumlader.png

4) Energie für Maschinen

Ein Automotor bekommt mit dem Benzin seine Energie und setzt damit das Auto in Bewegung. Der Motor wird dabei auch sehr heiss. Der Motor lädt die Energie vom Benzin auf die Bewegung des Autos und auf den heissen Motor um.

a) Trage in die Energieumladerdiagramme die passenden Energieträger oder den Namen des Umladers ein!
b) Wie kann man Energie von Licht auf Bewegung umladen? Zeichne dazu zwei geeignete Energieumlader hintereinander.


Aufgabe Energie für Mensch und Tier.png

5) Energie für den Menschen

Mit welchen Energieträgern bekommen der Mensch, eine Kuh, eine Graspflanze und eine Weizenpflanze ihre Energie? In welche Träger wird die Energie hineingesteckt?

  • Trage die Begriffe in die Diagramme unter die Pfeile ein!
Brot/Fleisch	  Grashalme
Muskelmasse&Fett&Milch
Muskelmasse&Fett&Milch  	
Kot&Urin          Kot&Urin
Wärme	          Wärme
Grashalme	  Weizenkörner
Bewegung          Bewegung
Licht	          Licht
  • Zeichne eine Energieumladerkette für einen Menschen, der nur Fleisch isst und einen Menschen, der nur Brot ist. Wo kommt schlußendlich die Energie für den Menschen her?


6) Viele verschiedene Energieumlader

In dieser Tabelle sind viele Energieumlader aufgeführt. Auf der linken Seite sieht man, mit welchem Träger sie ihre Energie bekommen und oben kann man ablesen, mit welchem Träger sie die Energie wieder abgeben. Ein Baum bekommt seine Energie mit dem Licht und speichert sie in seinem Holz. Ein Ofen wiederum kann seine Energie mit Holz bekommen und sie mit der warmen Luft wieder abgeben.

  • Ergänze die farbig markierten Lücken mit geeigneten Energieumladern.


Referenzfehler: Es sind <ref>-Tags vorhanden, jedoch wurde kein <references />-Tag gefunden.