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Verbindliche Inhalte Wärmelehre in der Sekundarstufe I

Infobox

Diese Seite ist Teil einer Materialiensammlung zum Bildungsplan 2004: Grundlagen der Kompetenzorientierung. Bitte beachten Sie, dass der Bildungsplan fortgeschrieben wurde.

inklusive "Mögliche Ergänzungen für das Schulcurriculum"

Verbindliche Inhalte Wärmelehre

Klassen
-stufe 		Kompetenzen aus dem Bildungsplan 2004 Baden-Württemberg Verbindliche Inhalte des Bildungsplanes 2004 Baden-Württemberg und inhaltliche Forderungen der KMK-Standards Konkretisierungen in den Muster-Kerncurricula Mögliche Ergänzungen für das Schulcurriculum
7/8 7. Wahrnehmung und Messung

8. Grundlegende physikalische Größen
Die SuS können mit grundlegenden physikalischen Größen umgehen.
  • Wahrnehmung: warm, kalt, Wärmeempfindung - Messung: Temperatur
  • Temperatur
  • Physikalischer Ablauf im menschlichen Körper: Wärmeempfindung
  • Wärmeempfindung: warm, kalt (als Wahrnehmung)
  • Temperatur (als zugehörige Messgröße)
  • Temperatur (Wdh. aus Naturphänomene)
  • Struktur: Unterscheidung und Zusammenhang von Wahrnehmung und ihrer physikalischen Beschreibung kann mithilfe der Wärmeempfindung zusammenfassend erfolgen
9/10 8. Grundlegende physikalische Größen
Neben dynamischen Betrachtungsweisen kennen die Schülerinnen und Schüler die Erhaltungssätze und können sie vorteilhaft zur Lösung physikalischer Fragestellungen einsetzen. Die Schülerinnen und Schüler kennen technische Möglichkeiten zum Energiesparen und zur Reduzierung von Entropieerzeugung .

9. Strukturen und Analogien
Die SuS erkennen weitere Strukturen und Analogien und können mit den bisher schon bekannten komplexere Fragestellungen bearbeiten. 		10. Naturerscheinungen und technische Anwendungen
Die SuS können weitere Erscheinungen in der Natur und wichtige Geräte funktional beschreiben. Sie sind immer mehr in der Lage physikalische Modelle auch in ihrem Alltag gewinnbringend einzusetzen.

12. Technische Entwicklungen und ihre Folgen
Die SuS können bei technischen Entwicklungen Chancen und Risiken abwägen und lernen Methoden kennen, durch die negative Folgen für Mensch und Umwelt minimiert werden.
  • Strahlung kann mit Materie wechselwirken, dabei können sich Strahlung und Materie verändern: Treibhauseffekt, globale Erwärmung
  • Stabile Zustände sind Systeme im Gleichgewicht: Druckgleichgewicht, thermisches Gleichgewicht
  • Gestörte Systeme können Ströme und Schwingungen hervorrufen: Druck-, Temperatur- bzw. Potenzialunterschiede und die verursachten Strömungen
  • Ströme benötigen einen Antrieb (Ursache) und können durch Widerstände beeinflusst werden: elektrischer Stromkreis, thermische Ströme
  • Strom, Antrieb (Ursache) und Widerstand
  • Beschreibung von mechanischen, thermischen und elektrischen Energietransporten
  • Bei Körpern unterschiedlicher Temperatur findet ein Energiefluss von alleine nur von höherer zu niedrigerer Temperatur statt: Wärmeleitung und Strahlung
  • Nutzbare Energie kann aus erschöpfbaren und regenerativen Quellen gewonnen werden: fossile Brennstoffe, Wind- und Sonnenenergie, Kernenergie
  • Alltagsgeräte (zum Beispiel Elektromotor)
  • Energieversorgung: Kraftwerke und ihre Komponenten (z. B. Generator) - auch regenerative Energieversorgung (zum Beispiel Solarzelle, Brennstoffzelle)
  • Für den Transport und bei der Nutzung von Energie kann ein Wechsel der Energieform bzw. des Energieträgers stattfinden. Dabei kann nur ein Teil der eingesetzten Energie genutzt werden: Generator, Motor, Wirkungsgrad, Entropie, Abwärme, Energieentwertung
  • Entropie (Entropieerzeugung)
  • Die Gesamtheit der Energien bleibt konstant: Pumpspeicherkraftwerk, Akkumulator, Wärmepumpe (Kühlschrank)
  • Energie (Energieerhaltung)
  • Energiespeicher
  • Natürlicher und anthropogener Treibhauseffekt
  • Chancen und Risiken weiterer technischer Anwendungen
  • Entropie
  • Entropieerzeugung
  • Absolute Temperatur
  • Strom, Antrieb (Ursache) und Widerstand bei thermischen Prozessen
  • Energie
  • Energieerhaltung
  • Leistung bzw. Energiestromstärke
  • Auch quantitativer Umgang mit folgenden Formeln:
    P = Δ / Δt
    P = T·ΔS / Δt
Energieversorgung:
  • Kraftwerke und ihre Komponenten
    (insbesondere Energie- und Entropiebilanz)
  • Generator
  • Regenerative Energieversorgung
    (Wind, Wasser, ...)
  • Solarzelle
  • Brennstoffzelle
  • natürlicher und anthropogener Treibhauseffekt
  • Auf die Analogie zu Wasserströmen und elektrischen Strömen soll bei der Einführung des Entropiebegriffs hilfreich zurückgegriffen werden
  • Im Hinblick auf die Kursstufe sollte im Zusammenhang mit der Entropieerzeugung ΔE = T·ΔS behandelt werden
  • Arbeiten mit unbekannten Formeln, z. B. Längen-, Volumenausdehnung, spez. Wärmekapazität, ideale Gasgleichung
  • Wirkungsgrad als Verhältnis von genutzter zu zugeführter Energie
  • Wirkungsgrad einer idealen Wärmekraftmaschine η = 1 - T 2 / T 1
  • Unterschied zwischen idealen und realen Maschinen: Entropieerzeugung senkt den Wirkungsgrad
  • Projekt: Energiesparen in der Schule und zuhause

Erläuterungen zur Spalte 3:

Hier sind die im Bildungsplan 2004 des Landes Baden-Württemberg genannten Inhalte aufgeführt. In der zweiten Spalte fett gedruckt sind die Inhalte, die aus den KMK-Standards vom 16.1.2004 für den Mittleren Bildungsabschluss der Elektrizitätslehre entnommen werden konnten. Diese wurden den Klassenstufen 7/8 bzw. 9/10 zugeordnet. Kursiv gedruckt sind Inhalte, die in den KMK-Standards als Beispiele formuliert wurden.

 

Verbindliche Inhalte Wärmelehre

 

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