Natur schafft Wissen ENErgiE · 2017. 5. 16. · Rakete mit Windenergieantrieb 39 Wind bringt Bewegung 40 Energievorräte 41 Energieverteil-Spiel 42 Lösungsbeispiele aus Spiel 43

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Natur schafft Wissen

ENErgiE

© Schule Meilen (2015 V1a) Astrid Hügli, Jussi Fritschi, Martin Aebi

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Auf den Arbeitsunterlagen findest du Icons. Sie haben folgende Bedeutungen:

Unterricht

Experimente

Arbeitsaufträge

Arbeitsblatt

Fragen/Überlegungen

Erklärungen für Lehrpersonen

Turnlektion

Internet/Computer

Zusatzmaterial

SymboleK

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© Schule Meilen (2015 V1a) Astrid Hügli, Jussi Fritschi, Martin Aebi© Schule Meilen (2015 V1a)

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inhaltsverzeichnis UnterstufeK

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Symbole 17Inhaltsverzeichnis Unterstufe 18Was ist Energie? 19Deine Energie, fremde Energie 20Energie wird umgewandelt 21Nahrung für den Körper 22AB: Energien im Alltag 23Was ist Wärmeenergie? 24Das Thermometer 25Schritt für Schritt durch die Energie 26Tee und Temperatur 27Tee und Temperatur 28Wärmeenergie 29AB: wohin wandert Wärmeenergie 30Lösung: Wärmewanderung 31Sonnenheizung für den Finger 32Sonnenwärme einfangen 33Kommentar Sonnenkollektor 34Schwarz oder weiss, wo wird´s heiss? 35Windenergie 36Windenergie einfangen 37Wir erzeugen Windenergie 38Rakete mit Windenergieantrieb 39Wind bringt Bewegung 40Energievorräte 41Energieverteil-Spiel 42Lösungsbeispiele aus Spiel 43Energiesparen? 44AB: Wo und wie Energie sparen? 45Lösung: Wo und wie Energie sparen? 46AB: Welche Energieformen kennst du? 47Welche Energieformen kennst du? 48Was habe ich über Energie gelernt 49Das Wasserrad 50Energie ausdrücken 51

1919U© Schule Meilen (2015 V1a) Astrid Hügli, Jussi Fritschi, Martin Aebi© Schule Meilen (2015 V1a)

Was ist Energie?

Energie ist der Grund warum ……

sich etwas bewegt

etwas wächst,

etwas leuchtet,

etwas warm wird.

Wer arbeitet braucht Energie.

Beispiele: Ein Mensch gräbt ein Loch. Dafür braucht er Energie. Je länger er arbeitet desto mehr Energie braucht er.

Eine Glühbirne brennt und verbraucht elektrische Energie.


Bist du mit deiner Energie oder mit fremder Energie zur Schule gekommen?

Deine Energie, fremde Energie

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Die Sonne liefert uns das Licht und Wärme, = Sonnenenergie. So kann Leben entstehen.


Energie wird umgewandelt

Die Pflanzen wandeln die Energie der Sonnenstrahlen in Nahrungsmittel für Mensch und Tier um.

Die Lebewesen brauchen Wasser und Nahrung, damit sie Energie haben. Sie wandeln die Nahrung in Bewegung, Wärme und Wachstum um.


Nahrung für den Körper

Die Lebewesen brauchen Wasser und Nahrung, um ihren Energiebedarf zu decken.

Wozu braucht der Körper Energie?

Erne

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ng z.B

. Haare, Nägel, Haut)

Gehirn

Erhaltun

g der Körperwärme

Verdauung, Organfunktion

Muskelbewegung

Wachstum

Der Mensch braucht Energie:


Energie begleitet uns von morgens bis abends.Wie sieht dein Energietag aus? Notiere fünf Punkte wo du Energie brauchst:

1.)2.)3.)4.)5.)

Was nimms du an Energie zu dir? Notiere 5 Punkte.

1.)2.)3.)4.)5.)

AB: Energien im Alltag


Unser wichtigste Wärmequelle ist die Sonne. Sie bringt uns mit ihren Strahlen Wärmeenergie.

Wärme kann auch entstehen durch:

Was ist Wärmeenergie?

Feuer

Gas, z.B. Campingkocher

Reibung, z.B. Trottibremse

Glut

Elektrizität


Das Thermometer

Wärme und Kälte kann man mit einem Thermometer messen. Die Einheit ist Grad Celsius. Das Wort „Grad“ wird mit einem kleinen Ringlein über der Zahl dargestellt. C steht für Celsius, da Anders Celsius der Entdecker war. Es gibt für verschiedene Bereiche Thermometer mit verschiedenen Gradeinteilun-gen.

Fieberthermometer Bereich 34°- 42°Badethermometer Bereich 10° - 50° Aussenthermometer Bereich -40°- +50°Raumthermometer Bereich 0°- +50°


Schritt für Schritt durch die Energie

Genau beobachten

Fragen stellen

Steckt hier Energie drin?

Woher kommt die Energie?

Wohin geht die Energie (umwandeln)?

Eigene Energie oder fremde?

Wozu wird die Energie gebraucht?

Ideen ausprobieren

Antworten finden

Kann man es noch anders machen?

Antworten überdenken und diskutieren

2727© Schule Meilen (2015 V1a) Astrid Hügli, Jussi Fritschi, Martin AebiAstrid Hügli, Jussi Fritschi, Martin Aebi E

1.) Rate in welchem Glas sich ein Teebeutel schneller löst. Kochendes Wasser hat eine Temperatur von 100°C.

2.) Miss die beiden Wassertemperaturen und notiere die Werte.

3.) Lege in jedes Glas einen Teebeutel, er soll ganz mit Wasser bedeckt sein. Beobachte die Farbveränderungen in den Gläsern. Notiere nach 1 Minute, 2 Min., 5 Min. deine Beobachtungen.

4.) Hast du eine Erklärung für deine Beobachtungen?

5.) Miss am Ende des Versuchs die beiden Wassertemperaturen.

Du brauchst:

•2 Teebeutel Pfefferminz-tee

•2 Gläser

•Kochend heisses Wasser

•Kaltes Wasser

•Thermometer

•Stoppuhr

Fülle 1 Glas mit kaltem Wasser und eines mit heissem Wasser. Schreibe beide Gläser an (kalt, warm).

Tee und Temperatur

Heiss Kalt

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Atome resp. Moleküle bewegen sich im heissen Wasser schneller, deshalb mischt sich das Teekraut schneller und besser in heissem Wasser. Wenn beide Gläser sich der Raumtemperatur nähern, wird die Mischung die gleiche Farbe haben.

Heisses Wasser hat mehr Energie als kaltes Wasser.

Da die Temperatur von kochendem Wasser 100°C ist, soll sie nicht ge-messen werden, sondern direkt in die Tabelle eingetragen werden.

Vorschlag:Die SuS könnten eine Tabelle machen und lernen sie zu interpretieren.

Schlussfolgerung Beispiel:Schlussfolgerung: Nach 3 Min ist der heisse Tee dunkel bei Temp._____Der kalte Tee hat erst nach 20 Min eine dunkle Farbe.

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Tee und Temperatur

Farbe 1. Messung 2. Messung 3.Messung 4.Messung

Zeit Start 3 Min 5 Min 10 Min

Glas warm ca. 100 °C

Glas kalt

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Stellen wir uns die kleinsten Teilchen (= Atome), aus denen alles auf der Erde aufgebaut ist, vor. Diese Teilchen bewegen sich andauernd. Die Bewegung empfinden wir als Wärme. Je höher die Temperatur, desto stärker ist die Bewegung der Teilchen.Die tiefste Temperatur, die wir kennen, ist -273°C . Man nennt dies den absoluten Nullpunkt. Hier bewegt sich praktisch nichts mehr.

SuS können das mit schnellen und langsamen Bewegungen selber ausprobieren. Je schneller sie sich bewegen, desto wärmer wird der Körper.

Wärmeenergie

30A© Schule Meilen (2015 V1a) Astrid Hügli, Jussi Fritschi, Martin Aebi

AB: wohin wandert Wärmeenergie

Woher kommt die Wärmeenergie und wohin wandert sie? Beschreibe jedes Bild in einem Satz.

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Wärme wandert von:

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Lösu

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Lösung: Wärmewanderung

... vom Bügeleisen zum Hemd.

... von der Tasse in die Hand.

... von der Sonne ins Eis.

... vom Herd zum Kochtopf zum Wasser.

... Wärme bewegt den Jet - vom Antrieb in die Luft.

... vom geheizten Haus in die Natur.


•Lege den farbigen Halbkreis auf die Alufolie (matte Seite) 1.

•Falte die Folie um den Halbkreis und klebe sie an 2.

• Halte die glänzende Folie vor dir und führe die beiden roten Ecken zu einem Trichter zusammen 3.

•Mit einem Klebeband verbindest du 4.

•Schneide die Spitze des Trichters so ab, dass dein Zeigefinger hindurch passt 5. Jetzt hast du eine Fingerheizung. Probiere sie aus.

Du brauchst:

•Sonne oder Hellraum-projektor

•Vorlage im Ordner

•Alufolie

•Farbigen Halbkarton

•Schere

•Klebeband

Lege den grösseren Halbkreis auf den Halbkarton. Fahre entlang des Randes mit dem Bleistift. Schneide die Kopie aus. Schneide ein etwas grösseres Alufolienstück aus.

Sonnenheizung für den Finger

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1.) Rate mal wie gross der Temperaturunterschied des Wassers in den beiden PET-Flaschen sein wird? Schreibe die Zahl auf.

2.) Nach 15 Min.: Miss die Temperatur des Wassers im in beiden Flaschen. Thermometer Pfeile setzen.

3.) Wie gross ist der Unterschied zwischen den Temperaturen in den Flaschen?

4.) Wie nennt man diese Energie, die jetzt im Wasser gespeichert ist?

Du brauchst:

•Sonne

•2 leere Petflaschen 0.5l (farbig)

•Wasser

•Glas

•Thermometer

Fülle die PET-Flaschen und das Glas mit Wasser. Verschliesse sie. Miss die Wassertemperatur im Glas mit dem grossen Thermometer und halte die Temperatur mit einem Pfeil fest. Lege eine PET-Flasche in die pralle Sonne und die andere in den Schatten. Das Glas bleibt im Schulzimmer.

Sonnenwärme einfangen

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Kommentar Sonnenkollektor

Sonneneinstrahlung

Glasabdeckung

Kaltwassereinlauf

Warmwasser-ablauf

Rohrschlange

Isolation

Absorber

Die PET-Flaschen zeigen das Grundprinzip eines Sonnenkollektors. So wird Sonnenenergie genutzt, um Wasser für den Hausgebrauch zu erwärmen z.B. für heisses Wasser und Heizung.


1.) Rate mal: Unter welchem Blatt wird es wärmer. Wieso? 2.) Lies den Thermometer ab nach: 2 Min., 5 Min., 10 Min.

3.) Gibt es zwischen „weiss und schwarz“ einen Temperaturunterschied?

4.) Hast du eine Vermutung weshalb? (… weil ...)

Du brauchst:

•Sonnenschein

•Ein weisses und ein schwarzes dickeres Papier

•2 Thermometer (rot/blau)

Nimm ein weisses und ein schwarzes Papier.Lege beide in die Wiese an die Sonne.Unter die beide Blätter wird je ein Thermometer so gelegt, dass du die Skala ablesen kannst.

Schwarz oder weiss, wo wird´s heiss?


Windenergie

SegelnDrachen fliegen lassenVögel gleiten im WindWindrädchenWindmühlenWindkraftanlage

Bild:Aeggy(Wikipedia)

Bild:Flyout(Wikipedia)

In einem Windkraftwerk wird Bewegung des Windrades in elektrische Energie umgewandelt.

Früher Heute Spielzeug

Wind ist bewegte Luft. Wir sprechen von Windenergie. Die Windenergie kann in elektrische Energie umgewandelt werden.


Eine Windanlage besteht aus folgenden Teilen:

1.) Ein, auf einem Betonfundament fixierten Stahlmast2.) Ein Generator3.) 3 Rotorblätter (Vorbild: Windrad)4.) Rotor

Die Bewegungsenergie des Windes wird in Drehbewegung des Windrades umgewandelt. Diese wiederum wird im Generator in elektrische Energie gewandelt. Die elektrische Energie wird auf dem Stromnetz transportiert und wir können sie dann verwenden.

Wovon hängt die Energiegewinnung ab?

•Von der Windgeschwindigkeit.

•Am Meer und in den Bergen wehen stärkere Winde als im Flachland.

•Von der Höhe des Stahlmastes

•Von der Grösse der Rotorblätter

Windenergie einfangen


1.) Rate mal: Welche 10 Gegenstände kannst du durch anblasen oder Fächern in Bewegung versetzen?

2.) Probiere 5 Gegenstände aus und mache eine Liste.

3.) Welchen Gegenstand kannst du mit Anblasen nicht bewegen? Wieso nicht?

4.) Kannst du mit mehreren SuS mit blasen etwas bewegen?

5.) Kannst du Wasser bewegen?

Du brauchst:

•Gegenstände zum Anblasen zum Beispiel: Papier, Federn, Ball, WC-Rolle, leere Flaschen usw.

•Röhrli

•Luftballons

•Kartonstück als Papierfächer

Bewege diese Dinge durch Anblasen oder durch bewegen eines Fächers.

Wir erzeugen Windenergie


Zweiergruppe:Blasst den Ballon auf und verschliesst ihn mit der Klemme, keine Luft soll entweichen. Klebt ein Röhrli unten an den Ballon.Die Schnur am anderen Ende durch das Röhrli einfädeln.

1.) Jemand hält die Schnur, sodass sie ganz gespannt ist.

2.) Die andere Person löst die Klemme am Ballon, wie weit kommt der Ballon?

3.) Die SuS an der Strecke messen eure Zielstrecke. Notiert sie euch.

Du brauchst:

•1 Ballon und Ballonklemme

•1 Röhrli

•Dünne Schnur

•2 Gliedermeter

•2er Gruppe

Spannt mehrere dünne Schnüre mit etwas Steigung im Schulzimmer. Befestige sie oben. Das sind die Rennstrecken. Legt einen Gliedermeter offen unter die Strecken6 SuS stellen sich entlang jeder Rennstrecke auf, um den genauen Zielpunkt der Ballone zu erfassen. Diese Messen die erreichten Strecken.

rakete mit Windenergieantrieb


Du brauchst:

•1 farbiges Papier 20 x 20cm

•1 Perle

•Klebestreifen

•1 Stecknadel

Falte das Papier in beiden Diagonalen.Das Papier entlang der gefalteten Linie bis zur Hälfte einschneiden.

Wind bringt Bewegung

Flügel bei den roten Punkten in die Mitte ziehen und mit einer Stecknadel befestigen. Auf der Rückseite eine Perle durch die Stecknadel stecken .Stecknadel an einen Korken, Röhrli oder Stab stecken.

Fertig ist dein Windrad


Viel Energie, die wir verbrachen liefern uns Energiequellen wie:

•Erdöl

•Erdgas

•Kernkraft

•Kohe

Die Vorräte dieser Energiequellen sind auf der Erde irgendwann aufgebraucht. Daher muss man mit ihnen möglichst sparsam umgehen. Man spricht deshalb von nicht erneuerbaren Energieträgern.

Es gibt aber Energiequellen, die immer vorhanden sind wie:

•Sonnenenergie

•Windenergie

•Wasserkraft

•Erdwärme

Diese bezeichnet man als erneuerbare Energieträger.

Energievorräte


Du brauchst:•50 Glasperlen oder Papierbällchen.

Die Klasse setzt sich in den Kreis. In der Mitte sind die 50 Glasperlen. Diese zeigen unseren Energievorrat.

1.) Jedes Kind holt sich Energie ohne Einschränkung. Dann setzten sich alle wieder in den Kreis. Einige werden viel bekommen andere nichts. Gerechte Verteilung?

2.) Objekte sind wieder in der Mitte. Nun wird abgemacht wie viel jedes Kind nehmen darf. Alle nehmen und kommen an den Sitzplatz zurück. Es bleibt keine Energie mehr übrig alles verbraucht.

3.) Jetzt in Gedanken einführen: Die Objekte stellen unser Benzin-, Heizöl-, Elektrizität- und Gasvorkommen dar. Alle überlegen sich, was man machen sollte, damit der Vorrat länger hält. Vorschläge an die Tafel schreiben.

Energieverteil-Spiel

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Erneuerbare Energien verwenden z.B. Sonne, Wind, Wasser.

Energie sparen Tipps von den Schülern aufschreiben.

•Zu Fuss gehen oder Velofahren

•Licht löschen beim Verlassen des Raumes.

•Fernsehen mit Köpfchen: nicht aus Langeweile, sondern bewusst eine Sendung sehen und dann abschalten.

•Duschen statt Baden (braucht weniger heisses Wasser)

•Computer ausschalten

•Elektronische Spiele nach Gebrauch immer ganz abschalten.

•Keine Standby-Geräte gebrauchen (kleines Lämpchen brennt). Geräte immer ganz ausschalten

•Kühlschrank so kurz wie möglich aufmachen.

•Nachdem das Handy geladen ist, Stecker ziehen!

•Kippfenster im Winter schliessen kurz lüften dann Fenster schliessen.

Unterstufe Energiehaus Energie-Sparmöglichkeithttp://www.energieinschulen.ch/energie/energiehaus

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Lösungsbeispiele aus Spiel


Warum sollen wir Energie sparen?

Die Umwelt wird bei verschiedenen Energieumwandlungen geschädigt:

•Abgase der Auto, Flugzeuge: Luftschadstoffe, Klimaerwärmung

•Kernkraft: Strahlung schadet Mensch und Tier.

• Wasser wird erwärmt: Fischsterben, mehr gefährliche Stürme

•Verunreinigung der Gewässer

•Abfallberge

•Öltanker Unglücke

•Gas – und Ölvorkommen sind nicht unendlich

Energiesparen?

Energiesparen bedeutet Umwelt schützen und Geld sparen

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Wie kannst du Energie sparen?Wo hast du schon Energie gespart?Nenne 5 Beispiele:

1.)2.)3.)4.)5.)

AB: Wo und wie Energie sparen?

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•Zu Fuss gehen oder Velofahren

•Fernsehen mit Köpfchen: nicht aus Langeweile, sondern bewusst eine Sendung sehen und dann abschalten

•Duschen statt Baden (braucht weniger heisses Wasser)

•Computer ausschalten, wenn er nicht benutzt wird

•Elektronische Spiele nach Gebrauch immer ganz abschalten

•Keine Standby -Geräte gebrauchen (kleines Lämpchen brennt). Geräte immer ganz ausschalten

•Kühlschrank so kurz wie möglich aufmachen

•Licht löschen beim Verlassen des Raumes

•Kippfenster im Winter zumachen

•Zimmertemperatur 21°C

Unterstufe Energiehaus Energie-Sparmöglichkeithttp://www.energieinschulen.ch/energie/energiehaus

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Lösung: Wo und wie Energie sparen?

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Bild: Ralf Roletschek(Wikipedia)


AB: Welche Energieformen kennst du?

1.) Erdöl2.) Wind 3.) Pflanzen 4.) Erdgas5.) Wasser 6.) Wellen 7.) Erdwärme 8.) Nahrung9.) Atome10.) Sonne

Setze die richtige Nummer in das Feld des Bildes der Energiequelle. Die Nummern können auch mehrmals vor-kommen.

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Bild: Ralf Roletschek(Wikipedia)

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Welche Energieformen kennst du?

1.) Erdöl2.) Wind 3.) Pflanzen 4.) Erdgas5.) Wasser 6.) Wellen 7.) Erdwärme 8.) Nahrung9.) Atome10.) Sonne

Setze die richtige Nummer in das Feld des Bildes der Energiequelle. Die Nummern können auch mehrmals vorkommen.

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1.) Die Sonne ist unsere Hauptenergiequelle. Sie gibt uns Wärme, Licht, Wind, Wasserbewegungen. Sie ist immer da und für uns gratis.

2.) Alles was ich mache, braucht Energie

3.) Energie hat viele Formen, sie sieht immer anders aus.•Licht, Schall, Bewegung, Wärme, Wachstum

4.) Energie geht nie verloren, sie wird nur in andere Formen umgewandelt•Bewegung in Wärme, Bewegung in Geräusche, Licht in Wachstum

5.) Mein Körper ist eine grosse Energiemaschine•Nahrung und Wasser wird in viele Formen umgewandelt

6.) Energie kommt in der Natur vor, z.B. Wind, Wasser, Sonne

7.) Mit Energie soll man bedacht umgehen. •Man kann sie sparen indem man sie gezielt einsetzten und nicht verschwen-

det. Einen Pullover anziehen statt die Heizung aufdrehen.

8.) Energie kann gekauft werden. •Nahrung, Elektrizität, Wärme

9.) Menschen haben Erfindungen gemacht damit Sonnenstrahlen in:•Elektrizität umgewandelt werden kann.

•Wind in Elektrizität umgewandelt werden kann

•Wasser in Elektrizität umgewandelt werden kann.


Was habe ich über Energie gelernt


Du brauchst:

•Plastikteller

•Handbohrer

•Plastikbecher

•Malerklebeband

•Holzstab 4mm dick

Lass deine Ideen sprudeln, schau dir im Internet zuerst die Bilder an und lass dich inspirieren.

Geh zum nächsten Brunnen und probiere deine Erfindung aus.

Das Wasserrad

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Energie in Wort, Bild und Gestalt

Wähle eine Form der Gestaltung aus:•Zeichne „Energie“

•Schneide aus einer Zeitschrift Dinge aus, die Energie brauchen und mache eine Collage.

•Wo hast du heute Energie gebraucht? Pantomime

•Was machst du damit du wieder Energie hast? 5 Vorschläge


Energie ausdrücken

Documents

Natur schafft Wissen ENErgiE · 2017. 5. 16. · Rakete mit Windenergieantrieb 39 Wind bringt Bewegung 40 Energievorräte 41 Energieverteil-Spiel 42 Lösungsbeispiele aus Spiel 43