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Hin­wei­se

411 Ein­stieg En­er­gie

Zen­tra­le Frage:
„Wel­che Rolle spielt En­er­gie im All­tag?“
Ma­te­ri­al: Ziele:
  • En­er­gie wird zum Leben und zum Be­trieb von Ge­rä­ten / Ma­schi­nen be­nö­tigt.
  • En­er­gie kann ge­spei­chert und über­tra­gen wer­den.
Hin­wei­se:
  • Fach­li­cher Hin­ter­grund und tech­ni­sche Hin­wei­se:

    • Spei­chern und Über­tra­gen sind zwei der vier grund­le­gen­den Ei­gen­schaf­ten der En­er­gie (→En­er­gie­qua­dri­ga).
    • Öfter wird nicht deut­lich zwi­schen viel (ge­spei­cher­ter) En­er­gie und gro­ßer Leis­tung (über­tra­ge­ne En­er­gie pro Zeit­span­ne) un­ter­schie­den. Z.B. ist re­la­tiv viel En­er­gie im Ker­zen­wachs ge­spei­chert, aber in der Ker­zen­flam­me nur wenig.
    • Zum Leben und zum Be­trieb von Ge­rä­ten und Ma­schi­nen be­nö­tigt En­er­gie, da bei­des nur au­ßer­halb des ther­mi­schen Gleich­ge­wichts in of­fe­nen Sys­te­men statt­fin­den kann. Im­pli­zit spielt hier das Ent­wer­ten von En­er­gie eine Rolle, was aber nicht the­ma­ti­siert wer­den soll­te.

    Di­dak­ti­sche und me­tho­di­sche Hin­wei­se:

    • Eine Un­ter­schei­dung des En­er­gie­spei­cherns durch En­er­gie­for­men (wie Be­we­gungs- oder La­ge­ener­gie) ist eben­so wenig Thema des BNT-Un­ter­richts wie die Un­ter­schei­dung der Über­tra­gungs­ar­ten (me­cha­nisch, ther­misch, elek­trisch). Bei­des er­folgt erst spä­ter im Phy­sik­un­ter­richt.
    • Für den wei­te­ren Ver­lauf wich­ti­ge En­er­gie­spei­cher:
      Nah­rung, Brenn­stof­fe, Kör­per­fett, Akku/Bat­te­rie
    • Er­fah­rungs­ge­mäß brin­gen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler bei der Haus­auf­ga­be zum größ­ten Teil ge­eig­ne­te Ge­gen­stän­de mit. Man soll­te selbst etwas dabei haben (s.o.), um evtl. Lü­cken zu schlie­ßen.
    • U.U. brin­gen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler auch an­de­re En­er­gie­spei­cher mit, z.B. ein Auf­zieh­au­to mit ge­spann­ter Feder in s. Diese soll­te man (bei fach­li­cher Rich­tig­keit) auf jeden Fall wür­di­gen, man muss sie aber nicht fest­hal­ten.
    • Die mit­ge­brach­te „En­er­gie“ und die ent­spre­chen­de Er­klä­rung prä­sen­tie­ren die Schü­le­rin­nen und Schü­ler gerne (vgl. pbK 2.2.5). Ge­mein­sam kön­nen die Ge­gen­stän­de no­tiert und grup­piert wer­den (Kärt­chen oder Tafel).
    • Mit dem Ar­beits­blatt 4114_A­B_­En­er­gie_Ein­stieg.docx wer­den die As­pek­te „Wozu be­nö­tigt man En­er­gie?“ und „Wie wird En­er­gie über­tra­gen?“ be­han­delt.
    Vor­schlag für einen Merk­satz zur Er­geb­nis­si­che­rung:
    Le­be­we­sen be­nö­ti­gen zum Leben En­er­gie. Ma­schi­nen und Ge­rä­te be­nö­ti­gen En­er­gie, um zu funk­tio­nie­ren.
    En­er­gie ist zum Bei­spiel ge­spei­chert in Nah­rung, in Brenn­stof­fen, in Akkus/Bat­te­ri­en und im Kör­per­fett. Ge­gen­stän­de, in denen En­er­gie ge­spei­chert ist, nennt man En­er­gie­spei­cher, manch­mal auch En­er­gie­trä­ger.
    En­er­gie wird auf ver­schie­de­ne Wei­sen über­tra­gen.

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