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Energie Macht Schule

Wärmelehre – Protokoll Schulversuchspraktikum

Die Wärmelehre stellt ein großes und umfangreiches Kapitel im Physikunterricht. Der Einstieg erfolgt über einfache Alltagsbeispiele. Es werden Themen wie etwa der Begriff Temperatur und Volumens- bzw. Dichteänderungen bei der Erwärmung von Körpern diskutiert. Drauf aufbauend wird dann das Thema Wärmelehre noch einmal aufgegriffen. Hier betrachtet man die Wärme bereits als eine Form der Energie und außerdem beschäftigt man sich mit der Übertragung und Umwandlung dieser Energieform. Das Protokoll zu einem Schulversuchspraktikum stellt verschiedene Versuche vor und vermittelt allgemeine naturwissenschaftliche Grundlagen zur Wärmelehre.

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Temperaturmessung aus dem All: Summer in the City

In dieser auf Lehrer-Online verfügbaren Unterrichtseinheit zum Themenkomplex Temperatur und Energie unterscheiden die Lernenden mithilfe von Thermalbildern Oberflächen unterschiedlicher Temperatur voneinander. Dabei lernen sie den Zusammenhang zwischen Oberflächentemperatur, spezifischer Wärmekapazität und weiteren thermalen Objekteigenschaften kennen.

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Hauptsätze der Thermodynamik

Die Hauptsätze der Thermodynamik beschreiben die grundlegenden Gesetze, die im Zusammenhang mit Wärme auftreten. Von besonderer Bedeutung für Energieumwandlungsprozesse sind der erste und zweite Hauptsatz: Der erste Hauptsatz entspricht dem Energieerhaltungssatz, der zweite Hauptsatz ist mit dem Begriff der Entropie verbunden und erklärt, warum Wärme nicht von selbst von kalt nach heiß fließen kann. Er ist auch Grundlage aller Wärmekraftmaschinen wie z. B. Otto- und Dieselmotor oder Gas- und Dampfturbine. Die Übersichtsgrafik des Medienportals der Siemens-Stiftung stellt die beiden Hauptsätze kurz und übersichtlich vor.

Schaubild „Thermische Energie“, © Siemens Stiftung 2017, lizenziert unter CC BY-SA 4.0 international

„Thermische Energie“, © Siemens Stiftung 2017, lizenziert unter CC BY-SA 4.0 international

Interaktives Arbeitsblatt „Welche Dinge zieht ein Magnet an?“

Interaktives Arbeitsblatt "Welche Dinge zieht ein Magnet an?"Die Schüler erlangen mithilfe des interaktiven Arbeitsblattes grundlegende Kenntnisse zum Magnetismus. Dabei erfahren sie, welche Materialien sich anziehen und das ein Magnet zwei Pole hat. Die Schüler überlegen, aus welchem Material die abgebildeten Alltagsgegenstände bestehen und ob der jeweilige Gegenstand angezogen wird. Ihre Vermutungen und Beobachtungen protokollieren sie in einer Tabelle. Das Arbeitsblatt eignet sich insbesondere für die dritte und vierte Jahrgangsstufe. Zusätzlich finden sich hinter einigen abgebildeten Gegenständen Links auf Filme und Spiele. Diese können zur Festigung und Vertiefung des zuvor erlangten Wissens genutzt werden.

Interaktives Arbeitsblatt „Was ist eigentlich Strom?“

Interaktives Arbeitsblatt "Was ist eigentlich Strom?"Mithilfe von zwei kurzen Informationstexten eignen sich die Schüler zunächst grundlegende Kenntnisse zum Aufbau eines Atoms und zur statischen Elektrizität an. Anhand eines Experiments erweitern die Schüler ihre Kenntnisse zur statischen Elektrizität, wobei sie ihre Vermutungen, das Ergebnis und eine Erklärung protokollieren. Zusätzlich sind ein Film und zwei Spiele verlinkt.

Interaktives Arbeitsblatt „Leiter und Nichtleiter“

Interaktives Arbeitsblatt "Leiter und Nichtleiter"Die Schüler eignen sich handlungsorientiert grundlegende Kenntnisse zur Leitfähigkeit unterschiedlicher Materialien an. In einen Stromkreis bauen sie nacheinander verschiedene vorgegebene Gegenstände ein. Die Lernenden dokumentieren in einer Tabelle, ob der entsprechende Gegenstand den Strom leitet. Auf dem Arbeitsblatt findet sich zudem ein kurzer Informationstext zu Leitern und Nichtleitern. Darüber hinaus sind ein Film und ein Spiel verlinkt.

Interaktives Arbeitsblatt „Der Stromkreis“

Interaktives Arbeitsblatt "Der Stromkreis"Auf dem interaktiven Arbeitsblatt bearbeiten die Schüler einen Lückentext. Die Schüler lernen die Voraussetzungen für einen geschlossenen Stromkreis kennen. Zudem werden sie dazu angeleitet, einen Stromkreis zu bauen. Sie lösen ein Kabel vom Pol der Batterie und protokollieren ihre Beobachtung. Nachdem die Schüler weitere Möglichkeiten für einen offenen Stromkreis genannt haben, bauen sie einen Schalter in den Stromkreis ein.

Interaktives Arbeitsblatt „Der Schaltplan“

Interaktives Arbeitsblatt "Der Schaltplan"Anhand des Arbeitsblattes lernen die Schüler vier grundlegende Zeichen, die in Schaltplänen verwendet werden kennen. Die Schüler setzen sich zudem mit dem Aufbau eines einfachen Stromkreises, einer Reihenschaltung und einer Parallelschaltung auseinander. Die entsprechenden Schaltpläne sind auf dem Arbeitsblatt abgebildet. Zu jedem Schaltplan überlegen sich die Schüler, ob die in den Stromkreis eingebauten Lämpchen leuchten.

Interaktives Arbeitsblatt „Richtiger Umgang mit Strom“

Interaktives Arbeitsblatt "Richtiger Umgang mit Strom"Die Schüler stellen auf dem Arbeitsblatt Regeln für den richtigen Umgang mit Strom auf. Den Impuls für die Formulierung der Regeln stellen Bilder dar, auf denen jeweils eine gefährliche Situation dargestellt wurde, bei der man einen Stromschlag bekommen kann. Die in Bezug auf diese Bilder formulierten Regeln für den richtigen Umgang mit Strom werden auf dem interaktiven Arbeitsblatt festgehalten. Zudem finden sich ergänzend hinter den einzelnen Bildern Spiele und zwei Filme verlinkt.

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Schlauklicker

Pumpspeicherkraftwerk

Definition Pumpspeicherkraftwerk

Was ist ein Pumpspeicherkraftwerk und wie funktioniert es? Welche Rolle bei der Energiegewinnung spielen dabei Talsperren?

Hier kann man es erfahren.

Blackout

Definition Blackout; Definition Netzwischer

...gibt es nicht nur in Prüfungssituationen, sondern manchmal auch in der Versorgung mit Elektrizität. Was sind die Merkmale?

Hier kann man es erfahren.

Informationen zur Berufsorientierung

Berufsschüler in der Fachausbildung; Foto: Fotolia - Industrieblick

Wie kann der Weg zum Wunschberuf geplant und gestaltet werden? 

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Plug-in-Hybrid

Antriebstechnologien Elektroautos; Plug-in-Hybrid

Was ist unter dieser Form der Antriebstechnologie für Elektrofahrzeuge zu verstehen? Welche gibt es noch?

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Geothermie

Was ist Geothermie?

Energie aus der Erde ist nicht nur Kohle, Öl oder Erdgas. Was ist unter dem Begriff Geothermie zu verstehen? 

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Versorgungssicherheit

Definition Versorgungssicherheit

Was ist unter diesem Begriff zu verstehen und welche Faktoren sind für die Versorgungsqualität ausschlaggebend?

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Was bedeutet Frequenz?

Was ist unter dem Begriff zu verstehen? Warum ist die Einhaltung der Frequenz auch für die Enegieerzeugung wichtig?

Und was hat der deutsche Physiker Heinrich Hertz eigentlich mit der Frequenz zu tun?

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Meeresenergie

Wie kann man Meeresenergie nutzen?

Welche Möglichkeiten gibt es, die Energie des Meeres zu nutzen? Welche Rolle spielt die Gewinnung von Energie aus dem Meer in Deutschland?

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Strombörse

Definition European Energy Exchange

Was ist die European Energy Exchange, kurz EEX? Was sind seine besonderen Merkmale und was wird dort gehandelt?

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Smart grid

Definition Smart grid

Können Stromnetze eigentlich intelligent sein?

Hier erfahren, was unter dem Fachbegriff Smart Grid zu verstehen ist.

Photovoltaik

Wie ist eine Solarzelle aufgebaut?

Wie ist eine Solarzelle aufgebaut, woraus besteht sie, welche chemischen Elemente sind darin verarbeitet und wie funktioniert eine Solarzelle?

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Schattenkraftwerk

Was ist ein Schattenkraftwerk?

Schattenboxen kennt jeder. Aber was sind Schattenkraftwerke? Warum sind sie für eine zuverlässige Stromversorgung wichtig?

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Materialien

Lernsequenz "Erneuerbare Energien"

Materialien rund um das Thema Energie können Sie hier einsehen und bestellen.

Arbeitsblätter

Schüler arbeiten am Laptop.

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Spiele

Energie macht Schule; Spiele; Spielwürfel; Foto: Fotolia, fotogestoeber

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