Physikaufgabe zur Überprüfung von Kompetenzen SPANNEND Ab Ende der 8. Schulstufe benötigte Arbeitszeit:15 min Lies bitte den Text aufmerksam durch und beantworte danach einige Fragen! Um deinen Computer starten zu können, musst du ihn an eine Steckdose anschließen; aber warum? Du benötigst elektrischen Strom, erst dann funktioniert es. Mit elektrischem Strom werden Wärme und Licht erzeugt, Maschinen betrieben und auf deinen Fernseher Ton und Bild gezaubert. Wenn elektrischer Strom fließt, bewegen sich winzig kleine Teilchen. Die sind dafür verantwortlich, dass die Waschmaschine läuft, die Zimmerlampe brennt u.s.w.. Die Erzeugung des elektrischen Stroms führen Kraftwerke durch. Sie werden durch Wasser, Brennstoffe, Wind und Sonne angetrieben. Der Großteil der elektrischen Energie, die wir in Österreich nützen, wird durch Wasserkraft gewonnen. Laufwasserkraftwerke liefern den Strom, den wir täglich brauchen. Dabei wird die Energie aus der Bewegung des Wassers in elektrische Energie umgewandelt. Verantwortlich dafür sind große Turbinen und Generatoren. Bei Spitzenzeiten – Morgens, Mittags und Abends oder im Winter erzeugen Speicherkraftwerke zusätzlichen elektrischen Strom. Wärmekraftwerke liefern auch elektrischen Strom. In ihnen werden hauptsächlich Brennstoffe wie Erdöl, Erdgas oder Kohle verbrannt. Der Dampf der Wärmekraftwerke bewegt eine Turbine. Diese Turbine treibt, wie beim Wasserkraftwerk, einen Generator an, der elektrische Energie erzeugt. Die Wärmekraftwerke sind aber nicht sehr umweltfreundlich, weil sie beim Verbrennen u.a. Kohlendioxid ( CO2) freisetzen. Dieses Gas gehört zu den Hauptverursachern der globalen Erwärmung. Stecken wir nun einen Föhn an die Steckdose an, schließen wir den Stromkreis. Die Teilchen fließen vom Kraftwerk über das Leitungsnetz in unsere Steckdose und von dort in den Föhn. Im Föhn laden die Teilchen ihre Energie ab. Dadurch beginnt dieser zu blasen und sich aufzuheizen. Die Teilchen gehen aber dort nicht verloren. Sie bewegen sich vom Föhn zurück in die Steckdose und dann wieder zum Kraftwerk. Dort bekommen die Teilchen wieder einen Rucksack voll elektrischer Energie. So durchläuft der Strom einen Kreislauf. ( frei aus Universum Kids, Nr.1/2008, April 08) BIFIE Wien I Zentrum für Innovation & Qualitätsentwicklung Stella-Klein-Löw-Weg 15 / Rund Vier B, 2.OG / 1020 Wien / Telefon +43-1-5336214 / Fax -4030 / [email protected] / www.bifie.at Aufgabenersteller: Dir. Dipl. Päd. Reinhard Bauer, KMS 12 Wien Seite 1 Physikaufgabe zur Überprüfung von Kompetenzen Beantworte nun folgende Fragen – deine Antworten findest du fast alle schon in dem gerade gelesenen Text! 1. Was kann elektrischer Strom bewirken? Wähle aus! Wärme erzeugen Ton und Bild erzeugen Maschinen betreiben Sonnenlicht erwärmen Geschirrspüler ausräumen Durst löschen 2. Welche Kraftwerkstypen sind in Österreich überwiegend in Verwendung? Laufwasserkraftwerke Gezeitenkraftwerk Wärmekraftwerke Atomkraftwerk 3. Ergänze den unvollständigen Text! Laufwasserkraftwerke wandeln die Energie aus der Bewegung…….. Wähle aus! in Bewegung des Wassers um. des Wassers in elektrische Energie um. des Wassers in potentielle Energie um. 4. Welche Brennstoffe verwenden wir in Österreich in Wärmekraftwerken hauptsächlich? 5. Welches umweltschädliches Gas wird bei Wärmekraftwerken freigesetzt? 6. Gehen die Teilchen des elektrischen Stromes verloren? JA NEIN 7. Versuche schriftlich eine Erklärung abzugeben, warum im Winter oftmals Speicherkraftwerke zusätzlich zur Stromerzeugung benötigt werden! BIFIE Wien I Zentrum für Innovation & Qualitätsentwicklung Stella-Klein-Löw-Weg 15 / Rund Vier B, 2.OG / 1020 Wien / Telefon +43-1-5336214 / Fax -4030 / [email protected] / www.bifie.at Aufgabenersteller: Dir. Dipl. Päd. Reinhard Bauer, KMS 12 Wien Seite 2 Physikaufgabe zur Überprüfung von Kompetenzen Antworterwartung 1. Wärme erzeugen; Maschinen betreiben; Ton und Bild erzeugen. 2. Welche Kraftwerkstypen sind in Österreich überwiegend in Verwendung? Laufwasserkraftwerke , Speicherkraftwerke, Wärmekraftwerke 3. Ergänze den unvollständigen Text! Laufwasserkraftwerke wandeln die Wassers in elektrische Energie um. 4. Energie aus der Bewegung des Welche Brennstoffe verwenden wir in Österreich in Wärmekraftwerken hauptsächlich ? Erdöl, Ergas,Kohle 5. Welches umweltschädliche Gas wird bei Wärmekraftwerken freigesetzt? Kohlendioxid ; Kohlenstoffdioxid; CO2 6. Gehen die Teilchen des elektrischen Stromes verloren? NEIN 7. Versuche eine Erklärung abzugeben, warum im Winter oftmals Speicherkraftwerke zusätzlich zur Stromerzeugung benötigt werden! Im Winter führen die österreichischen Flüsse weniger Wasser, da ein Teil des Niederschlages in gefrorener Form vorhanden BIFIE Wien I Zentrum für Innovation & Qualitätsentwicklung Stella-Klein-Löw-Weg 15 / Rund Vier B, 2.OG / 1020 Wien / Telefon +43-1-5336214 / Fax -4030 / [email protected] / www.bifie.at Aufgabenersteller: Dir. Dipl. Päd. Reinhard Bauer, KMS 12 Wien Seite 3 ist. Klassifikation Wesentliche Handlungsdimensionen 1.-6. W2 Ich kann einzeln oder im Team aus unterschiedlichen Medien und Quellen fachspezifische Informationen entnehmen. 1.-6. E4 Ich kann einzeln oder im Team Daten und Ergebnisse von Untersuchungen analysieren (ordnen, vergleichen, Abhängigkeiten feststellen) und interpretieren. 7. S1 Ich kann einzeln oder im Team Daten, Fakten und Ergebnisse aus verschiedenen Quellen aus naturwissenschaftlicher Sicht bewerten und Schlüsse daraus ziehen. Wesentliche Inhaltsdimensionen 1.-2. 3.-6. 7. P2.1 Ich kann grundlegende physikalische Begriffe und Größen (elektrisch geladene Teilchen, Spannung, Stromstärke, Widerstand, Gleichstrom, Wechselstrom) anwenden. P2.5 Ich kenne den Weg der elektrischen Energie vom Kraftwerk zum Verbraucher. P2.2 Ich kenne Erklärungen für elektrische Erscheinungen in Natur und Technik. Anforderungsniveaus 1.-6. Anforderungsniveau II Sachverhalte aus Natur, Umwelt und Technik unter Verwendung der Fachsprache (inkl. Begriffe, Formeln, Reaktionsgleichungen, Modelle, …) und der im Unterricht behandelten Gesetze, Größen und Einheiten beschreiben, untersuchen und bewerten; Kombination aus reproduzierendem und selbständigem Handeln. 7. Anforderungsniveau III Verbindungen zwischen Sachverhalten aus Natur, Umwelt und Technik und naturwissenschaftlichen Erkenntnissen herstellen und naturwissenschaftliche Konzepte nutzen können; weitgehend selbständiges Handeln. Arbeitsmaterialien, Hilfsmittel Kommentar 4