Unterrichtsmaterial
Wärme
Unterrichtseinheit: Wärmepumpe – Handwerk macht Schule
Die Unterrichtseinheit von „Handwerk macht Schule“ führt in den Aufbau und die Funktionsweise von Wärmepumpen ein. Kreativ festigen die Schülerinnen und Schüler das Erlernte durch die Neu-Vertonung eines Erklärfilms. Lehrkräften stehen hierzu drei Arbeitsblätter mit Lösungen zur Verfügung.
Arbeitsblatt: Funktionsprinzip der Wärmepumpe
Wie funktioniert eine Wärmepumpe und welche Rolle spielt sie in der Energiewende? Das Arbeitsblatt für den Jahrgang 10 vermittelt Schülerinnen und Schülern anschaulich die technischen Grundlagen dieser Schlüsseltechnologie – entwickelt vom Lehrerfortbildungsserver Baden-Württemberg, mit Lösungen.
Unterrichtseinheit: Innere Energie und Druck anhand der Wärmepumpe
Wie kann eine Wärmepumpe aus kalter Winterluft wohlige Wärme erzeugen? Diese Unterrichtseinheit verbindet die physikalischen Grundlagen von Druck, innerer Energie und Wärmetransport mit der praktischen Funktionsweise der Wärmepumpentechnologie – entwickelt von der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) für den Physikunterricht.
Handreichung: Energiespeicher
Ausgehend von der Definition des Begriffes „Energiespeicher“ und den gesetzlichen Rahmenbedingungen bietet die Lehrerhandreichung Informationen zum Speicherbedarf an Energie.
Arbeitsblatt: Der Heizkörperthermostat
Mithilfe dieses Arbeitsblattes erarbeiten Schülerinnen und Schüler die Funktionsweise eines Heizkörperthermostates. Es untergliedert sich in einen kurzen Lückentext und ein zu ergänzendes Schaubild. In einer weiteren Aufgabe setzen sich die Lernenden mit der Frage des Energiesparens auseinander. So überlegen sie, warum es wichtig ist, den Heizkörperthermostat beim Lüften geschlossen zu halten. Das Arbeitsblatt ist insbesondere für die Klassenstufen 5 bis 7 und alle Schulformen geeignet.
Arbeitsblatt: Wärmeenergiebilanz
Mit diesem Arbeitsblatt werden Schülerinnen und Schüler für die Themen Energie sparen und Energieeffizienz sensibilisiert. So errechnen sie die benötigte Energie eines Einfamilienhauses mit Wärmedämmung und ohne Wärmedämmung und vergleichen ihre Ergebnisse.
Arbeitsblatt: Funktionsweise einer Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)
Die Schülerinnen und Schüler lernen die Funktionsweise einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage kennen und recherchieren deren Wirkungsgrad.
Interaktive Bausteine für die Sekundarstufe I zu aktuellen Energiethemen
Neun interaktive Lernbausteine behandeln Themen wie Energieeffizienz, Wärmekraftwerke und Energiespeicherung. Lernende erfassen Prozesse wie Wärmepumpen oder Energiesparen im Haushalt durch praktische Übungen. Die Bausteine eignen sich für den naturwissenschaftlichen Unterricht und Projektwochen.
Arbeitsblatt: Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)
Mithilfe einer schematischen Zeichnung erklären Schülerinnen und Schüler den Unterschied zwischen einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage und einem Wärmekraftwerk. Einsatzmöglichkeiten bieten insbesondere der technische Unterricht der Sekundarstufe I. Ein Lösungsblatt für Lehrkräfte stellt vertiefende Informationen bereit.
Schaubild: Thermische Energie
Schaubild des Medienportals der Siemens-Stiftung mit Formeln für die thermische Energie von Gasen sowie die Temperaturabhängigkeit der zugehörigen molaren Wärmekapazität bei konstantem Volumen.
Schaubild: Hauptsätze der Thermodynamik
Die Übersichtsgrafik des Medienportals der Siemens-Stiftung stellt die beiden Hauptsätze der Thermodynamik kurz und übersichtlich vor.
Schaubild: Aufbau eines thermischen Kraftwerks
Ein thermisches Kraftwerk stellt Nutzenergie (elektrische Energie) aus der Umwandlung thermischer Energie bereit.
Handreichung: Konventionelle Kraftwerke auf dem Weg ins Wasserstoffzeitalter
Zentraler Inhalt des Heftes ist die Frage der Stromerzeugung in Wärmekraftwerken. Ausgehend von den Auswirkungen der Energiewende auf die Zusammensetzung des Strommarktes und der damit verbundenen Rolle fossil gefeuerter Kraftwerke bei der Stromversorgung wird die Funktionsweise von Kohle und Gaskraftwerke beschrieben.