Biologie / Chemie / Physik - Lehrpläne

8.2 Kalorik Zeitrichtwert: 11
Didaktisch-methodischer Kommentar
In der Hauptschule ist der Bereich Kalorik schwerpunkthaft auf wenige, meist mechanische Anwendungen von praktischer Bedeutung
eingeschränkt, welche /war die Lebens- und Erfahrungsbereiche der Schülerinnen und Schüler direkt betreffen, jedoch keine
grundsätzlich neue physikalischen Erkenntnisse vermitteln.
Beim Themenbereich Wärmeenergiernaschinen (als Fortsetzung der Mechanik) besteht besonders seitens der Schüler für Verbrennungsmotoren
großes Interesse; sie bringen meist auch viele Einzelkenntnisse in den Unterricht ein. Dieses Vorwissen soll in der Kausalkette
/wischen Ben/in und Bewegung einsichtig gemacht werden. Aus dem Bewusstsein, dass jeweils nur ein Teil der aufgewendeten
Wärmeenergie in Bewegungsenergie umgewandelt werden kann, erwächst das Verständnis dafür, dass das Verhältnis dieser Werte als
Wirkungsgrad eine Aussage über die "Rentabilität" einer Maschine macht.
Bei der Betrachtung eines Wärmekraftwerkes steht ebenfalls die Einsicht in die Kette der Energieumwandlungen im Vordergrund; auf die
Stromerzeugung wird nur hingewiesen: Sie ist Thema in 9.2.
Die Wärmedämmung ist seit den Ölkrisen und dem steigenden Bewusstsein für die Begrenztheit der Vorräte fossiler Energieträger und die
durch ihre Verwendung entstehenden Umweltprobleme zu einem neuen Kriterium im Bauwesen geworden. An der Wärmedämmung als
Möglichkeit des Energiesparens werden im Überblick die verschiedenen Formen der Weitergabe von Wärme in ihren Besonderheiten
einsichtig. Anschauliche, selbst erstellte Tabellen und Statistiken beeindrucken mehr als vorgesetzte Fakten und Werte. Verständnis für die
mit der Verwendung von Maschinen verbundenen Probleme steht am Ende dieser Betrachtungen.
Insgesamt sollen die bei diesen Themen gewonnenen Einsichten die Bereitschaft wecken, in vielen alltäglichen Situationen Energieeinsparungen
anzustreben, um so die natürlichen Ressourcen möglichst lange zu erhalten, Kosten einzusparen und vor allem einen
persönlichen Beitrag zu leisten, die Natur und damit Lebensräume zu erhalten. Speziell bei diesem Themenbereich sind Querverbindungen zu
den Fächern Chemie, Biologie und Geographie aufzubauen und fachbezogen abzusprechen.
Lerninhalte mit Erläuterungen Hinweise
Wärmeenergiemaschinen
- Verbrennungsmotoren Energievorräte AL: -> Motoren
- 2- und 4-Takt-Motor Wirkungsgrad Abwärme, Abgase
- Energieumwandlung Umweltbelastung
- Raketen Rückstoßprinzip
- Wärmekraftwerk Umweltprobleme AL: -> Energieversorgung
Lerninhalte mit
Erläuterungen
(möglicher Exkurs)
Historische Entwicklung der Wärmekraft-Antriebsmaschinen
Wärmedämmung
- Wärmeleitung
- Wärmeströmung
- Wärmestrahlung
nur qualitative Nachweise
Hinweise
AL: -> Energie-Einsparung
Projektvorschläge:
Vom Mühlrad zur Turbine
Einflüsse von Material, Oberfläche und Farbe auf den Wärmeaustausch
Anwendungen (mit AL) (z.B.
"Wärmehaus"; Versuchsreihe).
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