Lernpfad Energie/Energieumwandlung und Wirkungsgrad und Deutsch/Reisebericht: Unterschied zwischen den Seiten

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==Reibung - ein "Energie-Leck"==
Würde man unser Beispiel ernst nehmen, müsste unser Skater nur rechts oben starten und könnte dann im Grunde stundenlang hin- und herfahren, ohne sich anzustrengen. Ständig würde potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt und umgekehrt. Es ist klar: in der Wirklichkeit funktioniert das so nicht. Aber warum? Ist unser "Glaubenssatz" von der Energieerhaltung etwa doch falsch?


{{Box
=Vom Reisebericht zur Abenteuergeschichte=
|Aufgabe 4.1: Reibung spielt doch eine Rolle!
|
Schau Dir das folgende Youtube-Video an! Bearbeite danach das auf das Video folgende Quiz.


==Was  musst Du können, um einen (guten) Reisebericht zu schreiben? Und wozu überhaupt?==


{{#ev:youtube|DDeDD-h8-gE|800|center}}
Zuerst einmal gilt: die Augen aufhalten und gut beobachten!


Dann solltest Du Dir Wissen aneignen über die Orte, Landschaften und Leute, mit denen Du es zu tun hast.


|Arbeitsmethode
Das kann auch schon vor der Reise geschehen.
}}
<quiz display="simple">
{ Überprüfe Dein Wissen mit folgendem Quiz! Welche Aussagen sind richtig? (Das Bezugssystem wurde so gewählt, dass am tiefsten Punkt der Halfpipe die Lageenergie null beträgt.
| type ="()" }
| ja | nein
+- Die Flüssigkeit, welche verschüttet wurde, symbolisiert die entstandene Wärme.
-+ Die verschüttete Flüssigkeit ist verschwundene Energie.
-+ Lageenergie ist kinetische Energie.
+- Der Vorgang des Verschüttens der Flüssigkeit entspricht der Reibung.
-+ Auch bei Reibung wandelt sich die komplette Lageenergie in kinetische Energie um, wenn der Skater den tiefsten Punkt erreicht hat.
</quiz>


<quiz display="simple">
Du solltest das Wichtige von Unwichtigem unterscheiden können. Das ist gar nicht so leicht.
{ Im Text im Video heißt es an einer Stelle: Die Energie, symbolisiert durch die verschüttete Flüssigkeit in dem Auffangbehälter, sei verloren. Bedeutet das:
| type ="()" }
| ja | nein
-+ Diese Energie ist weg. Die Gesamtenergie im System hat sich entsprechend reduziert.
+- Die Gesamtenergie ist erhalten, aber wir haben eine 3. Energieform, die zur Nutzung nicht mehr zur Verfügung steht.
</quiz>


{{Achtung|Vergiss nicht Deinen Screenshot für Dein Lerntagebuch!}}
Und schließlich sind Reise-Notizen sehr hilfreich, wenn sie zeitnah festgehalten werden. Das könnte z.B. ein Reisetagebuch, ein Notiz- oder auch ein Skizzenheft sein.


{{Box
Wie sollte der '''Aufbau''' aussehen?
|Aufgabe 4.2 Der Energieerhaltungssatz mit Reibung
#Der '''Einstieg''' enthält dann die Basis-Informationen über Ort und Zeit und Umstände der Reise.
|
#Im '''Hauptteil''' ist es ganz gut, chronologisch vorzugehen, also die Ereignisse in ihrer zeitlichen Abfolge zu schildern.  Das kann allerdings auch schnell langweilig werden, für den Leser - und der bist Du ja auch-, wenn alles gleich wichtig zu sein scheint. Deswegen gilt hier: Es darf auch etwas weggelassen werden, anderes kann nur kurz erwähnt werden, dafür aber sollte Spannendes, Lustiges oder Interessantes ausführlicher und anschaulich geschildert werden. Die Highlights für Dich und den Leser! Das befriedigt auch ein berechtigtes Unterhaltungsbedürfnis.
#Eine '''abschließende Einschätzung''' dessen, was neu und interessant oder auch ärgerlich und unnötig war, rundet den Bericht ab.


[[Bild:LE3 Halfpipe mit Buchstaben2.jpg|350px]]
'''Und wozu überhaupt?''' Eine Reise hat einfach mehr Erinnerungswert, wenn Du Dich darauf vorbereitest und wenn Du Erlebnisse festhältst. Schließlich kannst Du nicht davon ausgehen, dass alles, was Du erlebst, für immer und ewig in Deinem Gedächtnis aufbewahrt sein wird. Sozusagen 'unvergesslich'. Im Gegenteil: Das Neue verdrängt das Vergangene leider viel zu schnell!


Der Energieerhaltungssatz gilt also noch immer. Allerdings kommt nun die Energieform der Wärme hinzu. Formuliere den Energieerhaltungssatz nun unter Berücksichtigung von Reibung in Deinem Lerntagebuch als Formel für die Punkte A, B und C. Wir nehmen an, dass alle Energie, die durch Reibung umgewandelt wird, an Ende zu einer Energieform beiträgt, die man Wärmeenergie E<sub>Wärme</sub> nennt.
==Zwei Beispiele:==
|Arbeitsmethode
Michael und Martin sind Brüder. Nach den Sommerferien schreibt jeder einen Bericht über das Urlaubsziel. Vergleiche die beiden Berichte.
}}
{{Box|Michael|
Ferien auf der Insel Amrum
:In den Ferien fahren wir immer zur Insel Amrum. Dort bleiben wir meistens drei Wochen lang. Dann spielen wir den ganzen Tag am Strand. Manchmal bummeln wir auch über die Strandpromenade. Oft spendiert uns die Mutter dann ein Eis. Nachmittags fahren wir häufig mit dem Fahrrad den Deich entlang. Wenn es regnet, besuchen wir das Wellenbad oder das Museum. Wenn die drei Wochen um sind, fahren wir leider wieder nach Hause.|Zitat}}
{{Box|Martin|
Ferien auf der Insel Amrum
:In den Ferien fahren wir immer zur Nordseeinsel Amrum. Sie liegt kurz vor der dänischen Grenze, neben der bekannten Urlaubsinsel Sylt. Es gefällt uns dort so gut, dass wir immer gleich für drei Wochen bleiben. Bei schönem Wetter spielen wir den ganzen Tag fröhlich am Strand. Wir bauen Burgen, schwimmen im Meer, spielen Beachball und fahren abends hungrig nach Hause. An manchen Tagen nehmen wir uns richtig Zeit und bummeln gut gelaunt über die Strandpromenade, dort gibt es eine Menge zu sehen. Ab und zu spielt dort auch eine Musikkapelle. Weil auch die Eltern in Urlaubsstimmung sind, spendiert Mutter uns oft ein Eis. Manchmal sind wir auch sportlich und fahren mit den Fahrrädern den grünen Deich entlang. Der Deich schützt die Küste vor dem Meer. Hier kann man viele Schafe beobachten, die dort grasen. Man hat auch einen fantastischen Blick über die Nordsee. Wenn es regnet, kommt trotzdem keine Langeweile auf, denn auch dann gibt es auf der Insel genug Möglichkeiten, den Tag zu gestalten. Wir besuchen dann zum Beispiel das Wellenbad. Hier kann man in echtem Meerwasser baden, das natürlich gereinigt ist. …
:Viel zu schnell sind die drei wunderbaren Ferienwochen um und wir müssen traurig wieder nach Hause fahren. Was uns aber tröstet, ist die Gewissheit, dass wir in den nächsten Ferien wieder zur Insel Amrum reisen werden.|Zitat}}
{{Box|Aufgabe|Michael und Martin haben in den Ferien auf der Insel Amrum dasselbe erlebt. Aber Martins Bericht ist ausführlicher.


== Der Wirkungsgrad -- ein Maß für effiziente Energieumwandlung ==
Macht Notizen, wodurch sich die beiden Aufsätze unterscheiden, und besprecht sie mit dem Partner.|Unterrichtsidee}}
'''Auswertung (Tafel)''':
:Möglichkeiten der Ausgestaltung von Berichten
* auch Nebensätze verwenden (öfter als oben)
* zusätzliche Informationen geben (z.B. Begründungen)
* Orts- und Zeitangaben, auch Ortsbeschreibungen
* persönliche Eindrücke und Gefühle schildern (auch in direkter Rede)
* Adjektive und Adverbien nicht vergessen
*    ...


=== Ein Rechenbeispiel ===
==Die produktive Weiterführung==
{{Box|Aufgabe|
Verfasse nun den Kern eines eigenen Reiseberichtes in 6 bis 7 Hauptsätzen. Beachte den Aufbau (siehe oben)


Wenn sich unser Skater an den oberen Rand der Halfpipe stellt und sich losrollen lässt, so verfolgt er damit ein bestimmtes Ziel: Er will schneller werden. Durch die Reibung wird er allerdings nicht ganz so viel schneller, wie er es sich vielleicht wünscht. Wie stark die Reibung ist, hängt dabei von vielen Einflüssen ab; vor allem aber auch von den Lagern seines Skateboards und von der Oberfläche Halfpipe. Wir können davon ausgehen, dass durch Reibung letztlich Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Das kann auch über Umwege passieren: ein Skateboard rollt nicht lautlos und auch der Schall trägt Energie weg. Diese wird dann irgendwo in der Umgebung wieder durch Reibung ebenfalls in Wärme umgewandelt. Die Wärmeenergie ist im Falle unseres Skaters ein unerwünschtes "Abfallprodukt".
Als Hausaufgabe oder als längere Schreibphase:  
:Schreibe mit diesen Notizen einen ausführlicheren und anschaulicheren Bericht. Berücksichtige unsere Beobachtungen zur Ausgestaltung|Unterrichtsidee}}


{{Box
'''Die Auswertung''' erfolgt in Lesegruppen, mit Kommentarlawine oder [[Kooperatives_Schreiben#Textlupe|Textlupe]]):
|Aufgabe 4.3 Aufteilung in "nützlich" und "nutzlos" beschreiben
:z.B. Lest euch gegenseitig eure Berichte vor und die anderen melden dann zurück,
|
* -  Welche Orts- und Zeitangaben vorkommen
Wir betrachten nochmal den Fall, dass unser Skater aus einer Höhe von 2,5 Meter in der Halfpipe nach unten fährt.
* -  wo und wie persönliche Eindrücke eingefügt wurden
[[Bild:LE3 halfpipe mit Buchstaben und Höhen2.jpg|350px]]<br>
* -  wo sie gerne noch mehr erfahren hätten.
Im Punkt B wird seine Geschwindigkeit gemessen; sie beträgt 5 Meter pro Sekunde.<br>
a) Nenne die Energieformen, in die die Lageenergie umgewandelt wird.<br>
b) Berechne, wie viel der ursprünglich als Lageenergie gespeicherten Energie bei Erreichen von Punkt B als zusätzliche Wärmeenergie vorliegt.<br>
{{Lösung versteckt|
Trotz Reibung bleibt die Gesamtenergie, also die Summe von Lageenergie, Bewegungsenergie und in diesem Fall Wärmeenergie, erhalten. Die Lageenergie und die Bewegungsenergie kann man sowohl am Startpunkt als auch in Punkt B leicht errechnen. Die Differenz an Wärmeenergie <br><math>E_\text{Wärme,B}-E_\text{Wärme,Start}</math><br> kann man so leicht ausrechnen.
|Tipp anzeigen|Tipp verbergen
}}<br>
c) Berechne das Verhältnis von Bewegungsenergie am Punkt B zur Lageenergie beim Start. <br>
d) Beschreibe, was kannst Du über die physikalische Einheit dieses Verhältnisses sagen kannst?
|Arbeitsmethode
}}


=== Allgemeine Definition: Wirkungsgrad ===
==Die Ausweitung==
'''Wir wechseln die Textsorte''' -
:von der Dokumentation zur Fiktion, d.h. vom realistischen Bericht zur '''Abenteuer-Geschichte''', von der Information zur Unterhaltung:
{{Box|Aufgabe|
Baue in deinen Text ein erfundenes Ereignis ein, verwende dabei einige dramatische Elemente, wie zum Beispiel:
* unerwartete Wendungen (da, jetzt, plötzlich, wie aus dem Nichts ...)
* wörtliche Rede (redeeinleitende Verben abwechseln)
* 'dramatisches Präsens‘ (an entscheidender Stelle ins Präsens wechseln)
* Verzögerungen der Auflösung
* eventuell zuvor erste Andeutungen über Kommendes einflechten (‚Antizipationen‘), z.B.
: „Das hätten wir nicht tun sollen.“
: „Dies sollte sich noch als Fehler erweisen.“
: „Wenn ich geahnt hätte, was ... dann wäre ich nie ...“
: „Das sollte sich noch als Glücksfall erweisen ..."|Unterrichtsidee}}


Wenn bei einer Energieumwandlung eine Energieform in mehrere andere umgewandelt wird, von denen manche nützlich sind und andere eher als "Abfallprodukt" gelten, definiert man den so genannten Wirkungsgrad <math>\eta</math> (griech. "eta"). Dieser wird manchmal auch als "Effizienz" bezeichnet (das erklärt auch die Wahl des griechischen Buchstabens.
Die Auswertung kann dann wieder in [[Kooperatives_Schreiben|Schreibkonferenzen, Textlupe oder Kommentarlawinen]] erfolgen, wobei wie immer darauf zu achten ist, dass jeder Text so viel  wie möglich Feedback bekommt.


[[Bild:Wirkungsgrad-Bild2.jpg|400px]]
==Das Präsentieren / Publizieren: ==
'''Vorschläge:'''
* Unser Reise-Almanach: Die gesammelten Reisen der Klasse xy
* Unser Reise- und Abenteuer-Blog (online)
* Das Album der fantastischen Reisen, mit Illustrationen !


<math>
=Reiseberichte früher=
\eta = \frac{E_\text{Nutz}}{E_\text{Aufwand}}
{{Box|Ein paar Blicke zurück|
</math>
* Das '''Reisejournal''' am Beispiel von J.W. Goethes Roman "[[Wilhelm Meisters Lehrjahre]]"
<br><br>
* Der '''Reisebericht''' am Beispiel von [[Heinrich Heine: Reisebilder]]
|Unterrichtsidee}}


Im Falle unseres Skaters entspricht die aufgewendete Energie gerade der Lageenergie am Anfang, die "Nutz-Energie" der Bewegungsenergie im Punkt B. Bei Aufgabe c) hast Du also bereits den Wirkungsgrad ausgerechnet. Und wahrscheinlich erkannt, dass sich die Einheiten wegkürzen, dass der Wirkungsgrad also eine der wenigen Größen in der Physik ist, die tatsächlich keine Maßeinheit haben.
[[Kategorie:Deutsch]][[Kategorie:Schreiben]][[Kategorie:Textsorten]][[Kategorie: Sekundarstufe 1]][[Kategorie:Unterrichtsidee]][[Kategorie:Reisen]]
 
== Wirkungsgrad im Alltag ==
{{Box
|Aufgabe 4.4 Wirkungsgrad von Leuchtmitteln
|
[[Datei:New torch bulb.jpg|miniatur|LED- und Glühlampe]]
Eine 12W-Glühlampe wandelt innerhalb einer Sekunde 12 Joule elektrischer Energie in Lichtenergie um. Naja, jedenfalls teilweise. Denn der typische Wert einer Glühlampe liegt bei etwa 5 Prozent. <br>
a) Stelle eine Vermutung an, welche Energieform außer elektrischer Energie und Licht bei Lampen eine Rolle spielt?<br>
b) Berechne, wie viel Energie in einer Sekunde wirklich in Form von Licht abgegeben wird.<br>
c) Berechne, wie viel Energie man bei einer LED-Lampe in Form von elektrischer Energie pro Sekunde zuführen müsste, um die gleiche Menge an Licht zu erreichen. Eine kleine LED-Lampe hat einen Wirkungsgrad von etwa 15%.
|Arbeitsmethode
}}
 
{{Box
|Aufgabe 4.5 Elektroauto und Diesel-Auto
|
Elektroautos fahren ohne Abgase. Naja, wenigstens kommen keine aus ihrem Auspuff. Natürlich muss aber die Energie für ein Elektroauto irgendwo herkommen. Im Idealfall aus erneuerbaren Energien wie Wind- oder Sonnenenergie.
Nehmen wir aber einmal an, die Energie zum Laden käme aus einem Ölkraftwerk (Wirkungsgrad: ca. 45%). Mit dem Strom würde ein Lithium-Ionen-Akku aufgeladen werden, der dann die Energie später an den Elektromotor des Fahrzeugs abgibt. Der Akku wärmt sich beim Laden und Entladen auf und hat dabei einen Wirkungsgrad von nur 90%. Gute Elektromotoren haben einen Wirkungsgrad von ca. 95%.
Ein Dieselmotor in einem modernen Auto hat einen Wirkungsgrad von ca. 40%.
Vergleiche die beiden Fahrzeugtypen hinsichtlich ihres Wirkungsgrades vom Brennstoff zur Fortbewegung.
|Arbeitsmethode
}}
 
{{Lernpfad Energie}}
[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Energie]]
[[Kategorie:Sekundarstufe 1]]

Version vom 24. November 2018, 16:30 Uhr

Vom Reisebericht zur Abenteuergeschichte

Was musst Du können, um einen (guten) Reisebericht zu schreiben? Und wozu überhaupt?

Zuerst einmal gilt: die Augen aufhalten und gut beobachten!

Dann solltest Du Dir Wissen aneignen über die Orte, Landschaften und Leute, mit denen Du es zu tun hast.

Das kann auch schon vor der Reise geschehen.

Du solltest das Wichtige von Unwichtigem unterscheiden können. Das ist gar nicht so leicht.

Und schließlich sind Reise-Notizen sehr hilfreich, wenn sie zeitnah festgehalten werden. Das könnte z.B. ein Reisetagebuch, ein Notiz- oder auch ein Skizzenheft sein.

Wie sollte der Aufbau aussehen?

  1. Der Einstieg enthält dann die Basis-Informationen über Ort und Zeit und Umstände der Reise.
  2. Im Hauptteil ist es ganz gut, chronologisch vorzugehen, also die Ereignisse in ihrer zeitlichen Abfolge zu schildern. Das kann allerdings auch schnell langweilig werden, für den Leser - und der bist Du ja auch-, wenn alles gleich wichtig zu sein scheint. Deswegen gilt hier: Es darf auch etwas weggelassen werden, anderes kann nur kurz erwähnt werden, dafür aber sollte Spannendes, Lustiges oder Interessantes ausführlicher und anschaulich geschildert werden. Die Highlights für Dich und den Leser! Das befriedigt auch ein berechtigtes Unterhaltungsbedürfnis.
  3. Eine abschließende Einschätzung dessen, was neu und interessant oder auch ärgerlich und unnötig war, rundet den Bericht ab.

Und wozu überhaupt? Eine Reise hat einfach mehr Erinnerungswert, wenn Du Dich darauf vorbereitest und wenn Du Erlebnisse festhältst. Schließlich kannst Du nicht davon ausgehen, dass alles, was Du erlebst, für immer und ewig in Deinem Gedächtnis aufbewahrt sein wird. Sozusagen 'unvergesslich'. Im Gegenteil: Das Neue verdrängt das Vergangene leider viel zu schnell!

Zwei Beispiele:

Michael und Martin sind Brüder. Nach den Sommerferien schreibt jeder einen Bericht über das Urlaubsziel. Vergleiche die beiden Berichte.

Michael

Ferien auf der Insel Amrum

In den Ferien fahren wir immer zur Insel Amrum. Dort bleiben wir meistens drei Wochen lang. Dann spielen wir den ganzen Tag am Strand. Manchmal bummeln wir auch über die Strandpromenade. Oft spendiert uns die Mutter dann ein Eis. Nachmittags fahren wir häufig mit dem Fahrrad den Deich entlang. Wenn es regnet, besuchen wir das Wellenbad oder das Museum. Wenn die drei Wochen um sind, fahren wir leider wieder nach Hause.
Martin

Ferien auf der Insel Amrum

In den Ferien fahren wir immer zur Nordseeinsel Amrum. Sie liegt kurz vor der dänischen Grenze, neben der bekannten Urlaubsinsel Sylt. Es gefällt uns dort so gut, dass wir immer gleich für drei Wochen bleiben. Bei schönem Wetter spielen wir den ganzen Tag fröhlich am Strand. Wir bauen Burgen, schwimmen im Meer, spielen Beachball und fahren abends hungrig nach Hause. An manchen Tagen nehmen wir uns richtig Zeit und bummeln gut gelaunt über die Strandpromenade, dort gibt es eine Menge zu sehen. Ab und zu spielt dort auch eine Musikkapelle. Weil auch die Eltern in Urlaubsstimmung sind, spendiert Mutter uns oft ein Eis. Manchmal sind wir auch sportlich und fahren mit den Fahrrädern den grünen Deich entlang. Der Deich schützt die Küste vor dem Meer. Hier kann man viele Schafe beobachten, die dort grasen. Man hat auch einen fantastischen Blick über die Nordsee. Wenn es regnet, kommt trotzdem keine Langeweile auf, denn auch dann gibt es auf der Insel genug Möglichkeiten, den Tag zu gestalten. Wir besuchen dann zum Beispiel das Wellenbad. Hier kann man in echtem Meerwasser baden, das natürlich gereinigt ist. …
Viel zu schnell sind die drei wunderbaren Ferienwochen um und wir müssen traurig wieder nach Hause fahren. Was uns aber tröstet, ist die Gewissheit, dass wir in den nächsten Ferien wieder zur Insel Amrum reisen werden.
Aufgabe

Michael und Martin haben in den Ferien auf der Insel Amrum dasselbe erlebt. Aber Martins Bericht ist ausführlicher.

Macht Notizen, wodurch sich die beiden Aufsätze unterscheiden, und besprecht sie mit dem Partner.

Auswertung (Tafel):

Möglichkeiten der Ausgestaltung von Berichten
  • auch Nebensätze verwenden (öfter als oben)
  • zusätzliche Informationen geben (z.B. Begründungen)
  • Orts- und Zeitangaben, auch Ortsbeschreibungen
  • persönliche Eindrücke und Gefühle schildern (auch in direkter Rede)
  • Adjektive und Adverbien nicht vergessen
  • ...

Die produktive Weiterführung

Aufgabe

Verfasse nun den Kern eines eigenen Reiseberichtes in 6 bis 7 Hauptsätzen. Beachte den Aufbau (siehe oben)

Als Hausaufgabe oder als längere Schreibphase:

Schreibe mit diesen Notizen einen ausführlicheren und anschaulicheren Bericht. Berücksichtige unsere Beobachtungen zur Ausgestaltung

Die Auswertung erfolgt in Lesegruppen, mit Kommentarlawine oder Textlupe):

z.B. Lest euch gegenseitig eure Berichte vor und die anderen melden dann zurück,
  • - Welche Orts- und Zeitangaben vorkommen
  • - wo und wie persönliche Eindrücke eingefügt wurden
  • - wo sie gerne noch mehr erfahren hätten.

Die Ausweitung

Wir wechseln die Textsorte -

von der Dokumentation zur Fiktion, d.h. vom realistischen Bericht zur Abenteuer-Geschichte, von der Information zur Unterhaltung:
Aufgabe

Baue in deinen Text ein erfundenes Ereignis ein, verwende dabei einige dramatische Elemente, wie zum Beispiel:

  • unerwartete Wendungen (da, jetzt, plötzlich, wie aus dem Nichts ...)
  • wörtliche Rede (redeeinleitende Verben abwechseln)
  • 'dramatisches Präsens‘ (an entscheidender Stelle ins Präsens wechseln)
  • Verzögerungen der Auflösung
  • eventuell zuvor erste Andeutungen über Kommendes einflechten (‚Antizipationen‘), z.B.
„Das hätten wir nicht tun sollen.“
„Dies sollte sich noch als Fehler erweisen.“
„Wenn ich geahnt hätte, was ... dann wäre ich nie ...“
„Das sollte sich noch als Glücksfall erweisen ..."

Die Auswertung kann dann wieder in Schreibkonferenzen, Textlupe oder Kommentarlawinen erfolgen, wobei wie immer darauf zu achten ist, dass jeder Text so viel wie möglich Feedback bekommt.

Das Präsentieren / Publizieren:

Vorschläge:

  • Unser Reise-Almanach: Die gesammelten Reisen der Klasse xy
  • Unser Reise- und Abenteuer-Blog (online)
  • Das Album der fantastischen Reisen, mit Illustrationen !

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