Lösungen zu Kapitel 1 8 1 Basis und Plus – Das kann ich! Energie tritt in verschiedensten Formen auf! 1 Welche Energieform wird hier in Wärmeenergie umgewandelt? Zu jedem Bild gehören zwei Begriffe. Markiere sie jeweils mit der richtigen Farbe. Energie kann man nicht „verbrauchen“! 2 Was besagt der Energieerhaltungssatz? Energie muss laufend erzeugt werden, weil sie nicht gespeichert werden kann. Energie kann nicht erzeugt oder vernichtet, sondern nur umgewandelt werden. Energie wird beim Umwandeln in andere Energieformen laufend weniger. 3 Finde im Alltag Beispiele für folgende Energieumwandlungen: elektrische Energie → Bewegungsenergie Lichtenergie → elektrische Energie Bewegungsenergie → Wärmeenergie Wie können wir die Energieressourcen sinnvoll nutzen? 4 Was sind fossile Brennstoffe? 5 Welche der genannten Energiequellen sind erneuerbar oder nachwachsend? Biomasse Kohle Sonnenenergie Erdöl Windenergie Erdgas Wasserkraft Kohlenstoffdioxid Sauerstoff Wer war James P. Joule? 6 Wie viel Energie braucht man, wenn man die Masse von 1 kg einen Meter hochhebt? Die vielen Gesichter der Energie chemische Energie, Verbrennung elektrische Energie, Glühen mechanische Energie, Reibung Strahlungsenergie, Wassererwärmung Elektromotor Elektromotor Solarzellen eines Taschenrechners Solarzellen eines Taschenrechners Handreiben bei kalter Witterung Handreiben bei kalter Witterung Brennstoffe, die nicht nachwachsen; Kohle, Erdöl, Erdgas Brennstoffe, die nicht nachwachsen; Kohle, Erdöl, Erdgas 1 J für 1 kg um 10 cm 1 J für 1 kg um 10 cm → → 10 J für 1 kg um 1 m 10 J für 1 kg um 1 m 9 Energie 1 7 Wie viel Energie braucht man zur Erwärmung von 72 kg Wasser um 1 °C? Wie viel Energie braucht man zur Erwärmung von 8 kg Wasser um 9 °C? 8 Wer hat das Feuer erfunden? Erfunden hat das Feuer natürlich niemand. Ein Feuer kennzeichnet eine Verbrennung. Und Verbrennungen hat es immer schon gegeben. Der Mensch musste aber vor langer Zeit einmal entdeckt haben, wie man Feuer nutzbar machen kann. Recherchiere im Internet: a Wann begannen Menschen, das Feuer zu nutzen? b Auf welche Weise entzündeten die Urmenschen ein Feuer? 9 Eine Verbrennung ist eine chemische Reaktion. Dabei binden sich Stoffe (Inhaltsstoffe von Holz, Kohle usw.) mit einem Gas, das zu 21 % in der Luft enthalten ist. Wie heißt dieses Gas? 10 Das Bild zeigt das Modell eines Aufwindkraftwerks. a Wie funktioniert ein Aufwindkraftwerk? b Vervollständige die lückenhafte Energie umwandlungskette eines Aufwindkraftwerks? → Wärmeenergie → → elektrische Energie heiße Luft kühle Luft Sonnenstrahlung Sonnenstrahlung Turbine Generator 4 4 187 J · 72 = 301 187 J · 72 = 301 464 J = rund 301 kJ 464 J = rund 301 kJ 4 4 187 J · 8 · 9 = 301 187 J · 8 · 9 = 301 464 J = rund 301 kJ 464 J = rund 301 kJ bereits vor 300 bereits vor 300 000 Jahren; möglicherweise vor 800 000 Jahren; möglicherweise vor 800 000 Jahren 000 Jahren durch Feuerbohren: Dabei wird die Spitze eines kleinen, weichen Rundholzstücks sehr schnell durch Feuerbohren: Dabei wird die Spitze eines kleinen, weichen Rundholzstücks sehr schnell auf einem Holzklotz gedreht. Durch die Reibungsenergie kommt es zu einer Entzündung. auf einem Holzklotz gedreht. Durch die Reibungsenergie kommt es zu einer Entzündung. durch Funkenschlag: Beim Aufeinanderschlagen von Feuersteinen entstehen Funken. durch Funkenschlag: Beim Aufeinanderschlagen von Feuersteinen entstehen Funken. Sauerstoff Sauerstoff Sonnenstrahlen erwärmen die Luft unter der Sonnenstrahlen erwärmen die Luft unter der Aufspannung des Kraftwerks. Die heiße Luft Aufspannung des Kraftwerks. Die heiße Luft steigt auf, strömt durch den Schlot und treibt steigt auf, strömt durch den Schlot und treibt eine Turbine an. Die Turbine ist mit einem eine Turbine an. Die Turbine ist mit einem Generator verbunden, der elektrische Energie Generator verbunden, der elektrische Energie erzeugt. erzeugt. Strahlungsenergie Strahlungsenergie Bewegungsenergie Bewegungsenergie 8