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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

 

Ver­bind­li­che In­hal­te: Her­un­ter­la­den [pdf] [185 KB]