Lehrerblatt2

Die Energie in uns (Seiten 4 und 5 der Broschüre „Du und die Energie“)
Die Bedeutung der Energie in der Menschheitsgeschichte
Ein lebenswichtiges Thema…
Hätte der Mensch nicht gelernt, die Energie zu beherrschen, hätten wir uns niemals zu dem
entwickelt, was wir heute sind. Zu allen Zeiten haben die Menschen verstanden, dass sie sich die
Natur und deren Ressourcen nutzbar machen mussten.
Die Beherrschung des Feuers war ein ausschlaggebendes Element in dieser Entwicklung, denn
sie ermöglichte es den Menschen, sich zu wärmen, nachts Licht zu haben und somit unter
besseren Bedingungen zu leben. Das Feuer hielt auch wilde Tiere von den Wohnstätten der
Menschen fern.
Auch die Kunst, Nahrungsmittel zu kochen, war ein wichtiger Schritt. Man weiss heute nicht
mehr, ob die Idee, gekochte Lebensmittel zu essen, dem Zufall entsprang. So wurde jedoch eine
für die Gesundheit weniger gefährliche Ernährungsweise möglich, denn rohes Fleisch kann
zahlreiche Keime enthalten. Andererseits liessen sich die Nahrungsmittel nun auch leichter
kauen und verdauen.
In China hat man Überreste von 400'000 Jahre alten, von Menschen unterhaltenen Feuerstellen
gefunden. Zwar entdeckete man noch ältere Feuerstellen, die jedoch wohl eher auf natürliche
Ursachen zurückzuführen sind.
Doch Feuer zu machen war nicht leicht…
Mit Sicherheit verstanden es die prähistorischen Menschen, Feuer aus natürlichen Bränden für
sich zu nutzen. Sie lernten jedoch auch, Feuer zu machen. Die meisten Leute unterliegen dem
Irrtum, dass man einfach nur zwei Feuersteine gegeneinander schlagen muss, um Funken zu
erzeugen. In Wahrheit benötigt man jedoch einen Feuerstein und einen eisenhaltigen Stein,
damit Funken sprühen. Darüber hinaus ist auch noch getrockenete pflanzliche Masse
erforderlich, welche durch den Funkenflug Feuer fangen kann. Das kann z.B. ein Feuerschwamm
sein, ein Schmarotzerpilz, der an Bäumen wie Birken, Eichen oder Pappeln wächst. Aus seinem
Strunk gewinnt man Zunder, eine entflammbare Substanz.
Eine andere Möglichkeit, Feuer zu machen, besteht darin, zwei Holzstückchen
aneinanderzureiben. So kann Glut entstehen, mit der man trockene Gräser entzünden kann.
Danach lernte der Mensch, sich die Energie gezähmter Tiere zu Nutze zu machen. Dies war sehr
nützlich, um auf den Feldern grosse Bodenflächen zu pflügen. Indem er Zugtiere vor Wagen
spannte, konnte der Mensch die Körperkraft dieser Tiere nutzen, um schwere Lasten zu
transportieren, wodurch Handel möglich wurde.
Der Mensch lernte auch, Wasser zu kanalisieren, um die Energie, welche dieses lieferte, zu
nutzen. Im 1. Jahrhundert v.Chr. beschrieb der römische Architekt Vitruvius äusserst präzise die
Funktion einer Wassermühle. Schliesslich existierten Schöpfräder bereits im 2. Jahrtausend vor
unserer Zeitrechnung. Ein Mühlstein wurde durch ein Zahnradgetriebe, welches durch
Wasserkraft in Bewegung wurde, angetrieben. Diese Systeme nutzten ebenfalls die
Wasserenergie.
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Beispiel eines Schöpfrades in Bayern
Durch die Nutzung von Wassermühlen konnten grosse Mengen Mehl hergestellt werden, ein
Grundnahrungsmittel, aus dem Brot oder Teigwaren hergestellt werden können und das lange
haltbar bleibt. Auch die Windenergie machte sich der Mensch zu Nutzen, um Windmühlen
anzutreiben.
Später verwendete der Mensch Dampf, der durch die Erhitzung von Wasser entstand. Die
Erfindung der Dampfmaschine war ein wahrhaftigerWendepunkt in der Geschichte der
Menschheit: Sie bezeichnete den Beginn des Industriezeitalters. Energie wurde zu einem sehr
wichtigen Wirtschaftsfaktor, denn ihre Beherrschung ermöglichte einen gigantischen
Aufschwung der Ertragskraft.
Allgemeine Hinweise
a) Zum experimentellen Teil:

Es gilt zu beachten, dass man nicht zu lange auf den Deckel drücken sollte, da sonst
Dampf und kochendes Spritzwasser unkontrolliert austreten könnten!

Man kann eine Analogie zum Schnellkochtopf (oft Dampfkochtopf genannt) herstellen,
in welchem der Druck solange ansteigt- bis ein Sicherheitsventil gedreht wird.
Die Bedeutung des Dampfkochtopfs besteht darin, es zu ermöglichen, Lebensmittel
schneller zu garen als dies in einemnormalen Kochtopf möglich wäre. Da nämlich das
Wasser im Dampfkochtopf unter Druck steht, steigt dessen Siedetemperatur auf 120°C
(statt 100°C unter atmosphärischem Druck). So können Nahrungsmittel bei
Temperaturen über 100° C gekocht werden, ohne auszutrocknen (Lebensmittel
enthalten viel Wasser) oder anzubrennen.
Der Druck, dem man das Wasser aussetzt, hat also einen Einfluss auf dessen Siedepunkt.
Auf dem Gipfel des Matterhorns beginnt Wasser bereits bei etwa 85° C zu sieden, weil
der Druck in dieser Höhe geringer ist.
b) Zusätzliches, freiwilliges Experiment
Man kann den Deckel der Pfanne vorsichtig abheben und einen kalten Teller (Achtung –
Küchenhandschuhe tragen!) über den Dampf halten. Man stellt dann fest, dass der Teller mit
Wassertröpfchen bedeckt ist – ein Beweis dafür, dass der austretende «Rauch» nichts anderes
als Wasser in Form von Dampf ist.
c) Zur Rubrik «Eine vom Klima unabhängige Energie»
Vor der Erfindung der Dampfmaschine war die Produktion in Wind- und Wassermühlen
vollständig von den klimatischen Bedingungen abhängig (Wind bzw. Durchflussmenge von
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Flüssen). Mit der Dampfmaschine konnte die Industrie auf eine Energieform zählen, welche
jederzeit frei verfügbar und willentlich kontrollierbar war. Die Produktivität der Industrien
nahm so rasend schnell zu.
d) Zu der Rubrik über Kohle
Kohle stammt hauptsächlich aus abgestorbenen Bäumen, die von Sümpfen, Schlamm und Schlick
bedeckt wurden und sich sehr langsam und unter Ausschluss von Luft zersetzten. Diese
Ablagerungen sanken dann langsam ab, was die Temperatur und den Druck erhöhte.
Diese Materialumwandlung führte dann zur Bildung einer kohlenstoffreichen Verbindung:
Kohle.
Je nachdem, wieviel Kohlenstoff in der Kohle enthalten ist, unterscheidet man Torf, (junge)
Braunkohle und Steinkohle. Was man allgemein «Kohle» nennt, ist tatsächlich Steinkohle. Ein
Stück Kohle ist kompakt und schwarz; Es sind keinerlei pflanzliche Spuren mehr darin
erkennbar. Torf findet sich in Vorkommen jüngeren Datums (Torfmooren). Dieser Brennstoff
brennt schlecht und setzt wenig Wärme frei. Steinkohle oder (junge) Braunkohle können in
Wärmekraftwerken zur Erzeugung von Elektrizität verwendet werden.
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