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Wertebildung - World Café: Erneuerbare Energien

Arbeitsblatt (druckbar):Tischkarten zur Durchführung eines World Cafés, aufbauend auf den Experimenten zu "B 6 Erneuerbare Energien" aus Experimento - 8+.Die Lernenden diskutieren in angenehmer Atmosphäre über die Vor- und Nachteile der Energiegewinnung durch Erneuerbare Energien im Vergleich zu konventionellen Kraftwerken. Einzelne Tischkarten geben dabei Impulse, bestimmte Facetten näher zu betrachten. Aufbauend auf ihren Erkenntnissen aus den Experimenten zu "B 6 Erneuerbare Energien" aus Experimento - 8+, müssen die Schülerinnen und Schüler dabei zwischen verschiedenen Interessen, Positionen und Werten abwägen.

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Kein Leben ohne Energie

Grafik, beschriftet:Schematischer Aufbau des Urey-Miller-Experiments. Es erbringt den Beweis, dass aus anorganischen Molekülen durch Einwirkung von Energie organische Moleküle entstehen können.Die Entstehung organischer Moleküle aus anorganischen Molekülen durch Einwirkung von Energie bezeichnet man allgemein als "chemische Evolution". H. C. Urey und S. Miller führten 1953 folgenden Versuch durch: Wasserdampf wurde in ein Gemisch aus Wasserstoff, Methan und Ammoniak eingeleitet. Dieses Dampf-Gas-Gemisch entsprach nach damaligem Kenntnisstand der Beschaffenheit der Ur-Atmosphäre. In Form von elektrischen Entladungen ("Blitze") wurde der Ur-Atmosphäre Energie zugeführt. Anschließend wurde über eine Kühlung der Dampf und alle darin enthaltenen Verbindungen kondensiert. Eine Analyse dieses Kondensats ergab, dass beim Versuch eine Vielzahl von organischen Verbindungen entstanden war. Darunter waren auch Aminosäuren, wie man sie heute in allen lebenden Organismen findet.Hinweise und Ideen:Das Thema kann fächerübergreifend sowohl in Biologie als auch Chemie behandelt werden. Am Beispiel anderer Planeten unseres Sonnensystems, z. B. Mars oder Venus, können die Schülerinnen und Schüler die chemische Evolution unter veränderten Bedingungen (z. B. Temperatur, Atmosphäre) diskutieren.

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Energie und ihre Definitionen

Mindmap:Überblick über verschiedene Bedeutungen des Begriffs "Energie" aus unterschiedlichen Lebensbereichen.Der Begriff "Energie" spielt eine zentrale Rolle im Leben der Menschen. In den Naturwissenschaften und der Technik hat der Begriff aber eine andere Bedeutung als z. B. in Philosophie und Umgangssprache.Hinweise und Ideen:In welchen Lebensbereichen spielt Energie noch eine Rolle und wie wird sie dort definiert (z. B. in der Medizin)?

Medientypen

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Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Energie

Sprachen

Deutsch

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A1 Elektrischer Strom aus Solarzellen (Linkliste)

Linkliste:Weiterführende Informationen zum Experiment "A1 Elektrischer Strom aus Solarzellen - Wir bauen eine Farbstoffzelle".Die Links können zur Vorbereitung bzw. zur Vertiefung des Experiments aus "Experimento - 10+" eingesetzt werden.


Dieses Material ist Teil einer Sammlung

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Dampfturbine

Foto:Außer Dienst gestellter Niederdruck-Turbinenläufer aus dem Kernkraftwerk Unterweser.Eine Dampfturbine wandelt die thermische Energie des Dampfs in mechanische Energie um. Die Energie des Dampfstroms wird auf die Schaufeln der Turbine übertragen. Um die Energie des Dampfs optimal auszunutzen und somit den Wirkungsgrad der Turbine zu optimieren, baut man die Turbine mehrstufig. Auch wurde das Design der einzelnen Turbinenschaufeln immer weiter verbessert, um die Effizienz der Energieumwandlung zu steigern. In Kraftwerken ist die Dampfturbine an einen Generator gekoppelt, der die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.

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A3.1 Parallelschaltung (SFU Arbeitsblatt Lösung)

Lösungsblatt:zum gleichnamigen SFU-ArbeitsblattNähere Informationen finden Sie beim zugehörigen SFU-Arbeitsblatt "A3.1 Parallelschaltung (SFU Arbeitsblatt)", das auf dem Medienportal der Siemens Stiftung vorhanden ist.

Arbeitsblatt

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A2.2 Heißer Draht (SFU Arbeitsblatt)

SFU-Arbeitsblatt:zur gleichnamigen Experimentieranleitung für Schülerinnen und Schüler, Methoden-Werkzeug: Grammatikübung (Imperativ) nach Josef Leisen und Heinz KlippertHinweis: Dieses Arbeitsblatt wurde speziell für den sprachsensiblen Fachunterricht (SFU) entwickelt. Es verwendet das Methoden-Werkzeug Grammatikübung (Imperativ) nach Josef Leisen und Heinz Klippert. Sprachschwache Schülerinnen und Schüler erhalten Unterstützung beim Verstehen und Trainieren der Fachsprache. Sie arbeiten mit dem Fachvokabular und werden so befähigt, fachlich zu kommunizieren.

Bild

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Energiequellen für elektrischen Strom

Schemagrafik:Übersicht über die Umwandlungspfade von verschiedenen Energiequellen hin zu elektrischem Strom.Um die in nuklearen, regenerativen und fossilen Energieträgern enthaltenen Energieformen für den Menschen nutzbar zu machen, müssen sie in eine andere Energieform umgewandelt werden, z. B. in elektrische Energie (“Strom”). Von den hier gezeigten Energieträgern ist bei Kernenergie, nachwachsenden und fossilen Brennstoffen sowie Geo- und Solarthermie eine direkte Umwandlung in elektrische Energie nicht möglich. Daher müssen mehrere Umwandlungsschritte hintereinandergeschaltet werden. Die beiden letzten Schritte sind die Umwandlung von thermischer in mechanische Energie in der Turbine und die Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie im Generator.Wasser- und Windkraft können direkt einen Generator antreiben und Photovoltaik erzeugt direkt elektrische Energie. Hinweise und Ideen:Sehr gut geeignet, um das Gesetz von der Erhaltung der Energie zu erläutern. Dass Energie nicht erzeugt, sondern nur umgewandelt werden kann, ist den Schülern nicht selbstverständlich.

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Nahrungskette als Energieumwandlungskette

%rafik, beschriftet:Die Nahrungskette als Beispiel für eine natürliche Abfolge von Energieumwandlungsprozessen.Die Nahrungskette ist die lineare Verknüpfung von Produzenten, Konsumenten und Destruenten. Produzenten: Die autotrophen Lebewesen können selbstständig existieren, da sie aus anorganischen Stoffen wie Wasser, Luft und Salzen mit chemischer Energie oder Lichtenergie (Photosynthese) organische Stoffe produzieren können. Konsumenten: Die autotrophen Lebewesen bzw. deren organische Stoffe dienen den Konsumenten als Nahrungsmittel. Sie sind also heterotroph, d.h. auf Nahrungsmittelzulieferung durch die Produzenten angewiesen. Destruenten: Diese Lebewesen nutzen die letzten Energieinhalte der organischen Abbaustoffe der Konsumenten und zersetzen (destruieren) sie dabei wieder in anorganische Stoffe (wie Kohlendioxid, Stickstoff usw.). Innerhalb der Nahrungskette findet Umwandlung von Energie über mehrere Stufen statt. Von einer Stufe zur nächsten kommt es zu Energieverlusten mit einem ökologischen Wirkungsgrad von jeweils ca. 10 %. Da der Energiegehalt von Stufe zu Stufe schrumpft, spricht man auch von der "Energiepyramide".Hinweise und Ideen:Dieses Beispiel einer terrestrischen Nahrungskette stellt eine von vielen möglichen Nahrungsketten dar. Die Schülerinnen und Schüler können sich überlegen, wie beispielsweise eine marine Nahrungskette aussieht und ob es weitere Beispiele für andere Nahrungsketten gibt? Wie wirken sich Giftstoffe innerhalb einer Nahrungskette aus und was passiert im Extremfall, wenn die Primärproduktion ganz ausfällt%