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| − | =Aufgaben_zur_Energie= | + | ==Aufgaben zu Energieverlust und Wirkungsgrad== |
| − | ==Energie und Energieträger==
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| − | {|class="wikitable" style="float:right;"
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| − | !
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| − | Energieträger
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| − | ! colspan="2" "|
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| − | Name der Energieform
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| − | Holz
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| − | |colspan="2"|chemische Energie
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| − | heißes Wasser
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| − | |colspan="2"|Wärmeenergie
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| − | geriebener Luftballon
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| − | |colspan="2"|elektrische Energie
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| − | Licht
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| − | |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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| − | |-
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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
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| − | '''1)''' Eine Batterie ist ein Energieträger. Denn in der Batterie steckt Energie, mit der man einen Motor antreiben kann.
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| − | *Nenne drei weitere Gegenstände, die auch Energieträger sind und sage, was man mit dieser Energie machen kann.
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| − | '''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:
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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; "
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| − | !style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | Gegenstand
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| − | !style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | Energiemenge in Joule
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | Sonnenlicht auf einen m<sup>2</sup> für eine Sekunde
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | 1.300 J
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | ein Liter Benzin
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | 30.000.000 J
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| − | |-
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | Akku eines E-Autos<ref>Siehe Wikipedia: [https://de.wikipedia.org/wiki/Tesla_Model_3#Batterietechnik Tesla Model 3]</ref>
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | 180.000.000 J
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | aufgepumpter Fahrradreifen
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | 600 J
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | Schulranzen auf einem ein Meter hohen Tisch
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | 100 J
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| − | | + | |
| − | |-
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| − | |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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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | 300.000 J
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | Fahrradfahrerin mit 30 km/h
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | 3.000 J
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | eine Tafel Schokolade
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| − | |style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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| − | 2.000.000 J
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| − | |}
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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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| − | '''1) 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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| − | '''2) 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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| − | '''3) 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.
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| − | '''4) Energieumladerketten'''
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| − | Die Energieumladerketten sind durcheinandergeraten! Schneide die Einzelteile aus und bringe sie in die richtige Reihenfolge.
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| − | '''a)''' Ein "Flummi" wird vom Boden aufgehoben und losgelassen. Er fällt, hüpft wieder hoch, er fällt und hüpft wieder hoch, usw.
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| − | [[Datei:Aufgabe elastischer Ball Energieumladerkette durcheinander.png|705px]]
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| − | '''b)''' Eine Kugel aus Knete wird hochgehoben und fallengelassen. Sie fällt auf den Boden und bleibt dort liegen. Danach hat die Kugel auf der Unterseite eine Delle.
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| − | [[Datei:Aufgabe Knetball Energieumladerkette durcheinander.png|509px]]
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| − | [[Datei:Pfeil_und_Bogen_Bogenschützen.jpg|thumb|100px]]
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| − | [[Datei:Zielscheibe.jpg|thumb|100px]]
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| − | '''c)''' Man spannt den Bogen und läßt die Sehne los. Der Pfeil fliegt davon und bleibt in der Zielscheibe stecken.
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| − | [[Datei:Aufgabe Pfeil und Bogen Energieumladerkette durcheinander.png|500px]]
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| − | '''d)''' Der "Grashüpfer" wird auf den Tisch gedrückt, der Saugnapf hält ihn fest. Kurze Zeit später springt er hoch, fällt wieder runter und bleibt auf dem Tisch liegen.
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| − | [[Datei:Aufgabe Grashüpfer Energieumladerkette durcheinander.png|727px]]
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| − | ==Energieverluste und Wirkungsgrad==
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| | '''1)''' "Ein Automotor hat einen Wirkungsgrad von ca. <math>1/3 \approx 33 \%</math>." | | '''1)''' "Ein Automotor hat einen Wirkungsgrad von ca. <math>1/3 \approx 33 \%</math>." |
| | :Was ist damit gemeint? | | :Was ist damit gemeint? |
Der Wirkungsgrad beträgt insgesamt ca. 10%. Das heißt ca. 10% der Energie aus dem Sonnenlicht ist in der Bewegung angekommen.
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.
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.
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.
Ein Glühwürmchen kann auch Licht produzieren und zwar mit einem Wirkungsgrad von über 90%
