Arbeitsblatt: Energieformen und Energieumwandlung

Lernarrangement: Energie auf der Spur Fachbereich: NMG Zyklus/Stufe 2. Zyklus Kurzbeschrieb Lehrmittel Die Schülerinnen und Schüler befassen sich mit Energie. Sie gehen der Energie bei sich zuhause nach, können Energieformen benennen, nehmen Energieumwandlungen wahr und befassen sich mit Energielösungen der Zukunft. NaTech 34 www.schulverlag.ch/86095 NaTech 56 www.schulverlag.ch/86096 Lehrplan 21 NMG 3.2 Zeitbedarf 5 – 8 Stunden 17.03.20 Lernarrangement_Umwandlungen auf der Spur Seite 1 3 Energie auf der Spur für die 3. – 6. Klasse (Auszüge aus Energie, NaTech 34 und 56) Blau ist das Basis-Programm. Rot ist das Erweiterungsprogramm, für solche, die sich noch vertiefter mit Energie befassen möchten. Kompetenzerwartung: • Die Schülerinnen und Schüler erkennen, wo Energie in ihrem Alltag sichtbar ist und wo sie Energie nutzen. • Sie können Energieumwandlungen wahrnehmen und benennen. • Sie kennen Energieträger und unterscheiden zwischen erneuerbaren und nicht erneuerbaren Energieträgern. • Sie machen sich Gedanken zu Energieressourcen und zeichnen ein Bild zur Zukunft. Vorgehen: Schülerinnen und Schüler Sich zuhause umschauen und überlegen, wo überall Energie im Spiel ist und sich dazu Notizen machen Diese Notizen zur Seite legen, werden später noch mal gebraucht. Themenbuch Seite 40 lesen, Bilder betrachten, die verschiedenen Energieformen kennenlernen Aufgabe 1 lösen Wimmelbild betrachten und die drei Aufgaben lösen Auf dem Bild möglichst viele verschiedenen Energieformen (Bewegungsenergie, Strahlungsenergie, Wärmeenergie, Lageenergie) beschriften z.B. mit einer Liste, bei der jede Energieform eine Nummer hat: die Nummer direkt an der passenden Stelle ins Bild schreiben oder mit einem kleinen Kleber mit der Nummer drauf an der passenden Stelle Arbeitsblätter «Genau hingeschaut: Energieformen» und «Energie in verschiedenen Formen» lösen Sich wieder zuhause umschauen und überlegen, wo überall Energie im Spiel ist, Notizen ergänzen AB3_Energieformen im Bild: aus dem Alltag verschiedene Energieformen zeichnen Themenbuch Seite 41 lesen, Aufgaben 17.03.20 Lernarrangement_Umwandlungen auf der Spur Material TB1_Woran erkennt man Energie Lehrperson Klären, welche Arbeitsergebnisse in welcher Form abgegeben werden müssen TB2_Wimmelbild_1 Filzstifte Evtl. Kleber AB1_Genau hingeschaut AB2_Energie in verschiedenen Formen AB3_Energieformen im Bild TB3_Was ist mit Seite 2 3 lösen 2 – 3 eigene Ideen zeichnen und beschreiben Mithilfe der Eltern den Fragebogen AB4_Energie bei mir zuhause ausfüllen Themenbuch Seite 46 lesen und Aufgabe 1 lösen Wimmelbild «Woher kommt die Energie» betrachten. Welche Energieträger sind zu erkennen notieren über die drei Aufgaben nachdenken Wo stellen sich dir Fragen? Fragen notieren später mit in den Unterricht nehmen Energie möglich AB5_Sonnenkollektoren lösen beinhaltet ein kleines Experiment, das Material verlangt, welches vielleicht nicht überall vorhanden ist und deshalb unvollständig (z.B. ohne Thermometer) oder halt gar nicht gelöst wird Energie ist wertvoll, Energie ist nur teilweise erneuerbar Wie wird unsere Welt in 50 Jahren aussehen? Zeichnung oder Collage (z.B. mit Bildern aus dem Internet, auch digital möglich) gestalten oder Geschichte dazu schreiben AB5_Sonnenkollektoren Glas schwarzes und weisses Papier Thermometer 17.03.20 Lernarrangement_Umwandlungen auf der Spur AB4_Energie bei mir zuhause TB4_Energieträger liefern Energie TB5_Wimmelbild_2 Zeitgefäss im Unterricht einplanen, in welchem die Fragen der SuS aufgenommen werden können, evtl. zwei, drei Lektionen Nachbearbeitung einplanen Zeitgefäss im Unterricht einplanen, um die Bilder und die Geschichten präsentieren zu lassen Seite 3 3 Energie Umwandlungen auf der Spur 40 Woran erkennt man Energie? Energie sorgt immer dafür, dass sich etwas verändert. Energie kommt in bestimmten Formen vor. Entdecke die Ein Vogel, der fliegt, hat Bewegungsenergie. Ein Fisch, der schwimmt, hat auch Bewegungsenergie. Strahlen einer Kerzenflamme haben Energie. Das ist dann Strahlungsenergie. verschiedenen Energieformen. Stra Schall energie e we El Ch sc mi eE erg tr un gse Wär is he En erg een sen erg ie nergie een ergi ie ie ag lun erg ie er und Betrachte die Bild ie oben auf. schreibe Sätze der vorangeWo kommen auf ite diese henden Doppelse r? Energieformen vo tuationen zu Zeichne eigene Si en. den Energieform NaTech 3 4 NaTech_3-4_Themenbuch_aufl_2.indb 40 16.04.2018 09:00 Energie NaTech 3 4 Umwandlungen auf der Spur Erkunde, was Energie alles möglich macht. 1. Wo siehst du Dinge, die sich bewegen? 2. Wieso bewegen sich diese Dinge? 3. Energie spielt immer eine Rolle, wenn sich etwas verändert. Wo siehst du solche Situationen? NaTech_3-4_Themenbuch_aufl_2.indb 38 16.04.2018 08:59 NaTech_3-4_Themenbuch_aufl_2.indb 39 16.04.2018 09:00 39.1 Energie Umwandlungen auf der Spur Genau hingeschaut: Energieformen 1. Schreibe unter jedes Bild, welche Energieform dargestellt ist. . . . Seite 1/2 39.1 Energie Umwandlungen auf der Spur 2. Nummeriere die zwei Bildserien mit 1–3. 1 bedeutet «am meisten Energie» und 3 bedeutet «am wenigsten Energie». . . Seite 2/2 40.1 Energie Umwandlungen auf der Spur Energie in verschiedenen Formen 1. Schreibe zu den Bildern, welche Energieform dargestellt ist. Nutze die folgenden Begriffe: Bewegungsenergie, Lageenergie, chemische Energie, elektrische Energie, Wärmeenergie, Strahlungsenergie, Spannenergie, Schallenergie. . . Seite 1/1 Energie Umwandlungen auf der Spur 40.3 Energieformen im Bild 1. Zeichne Situationen aus dem Alltag, die die jeweilige Energieform zeigen. a) Bewegungsenergie: b) Lageenergie: Seite 1/3 Energie Umwandlungen auf der Spur 40.3 c) Chemische Energie: d) Spannenergie: e) Wärmeenergie: Seite 2/3 Energie Umwandlungen auf der Spur 40.3 f) Elektrische Energie: g) Schallenergie: h) Strahlungsenergie: Seite 3/3 Energie Umwandlungen auf der Spur 41 Was ist mit Energie möglich? Wenn wir Energie nutzen, wird diese Energie von einer Form in eine andere umgewandelt. Wenn aus einer Energieform eine andere Energieform wird, nennt man das Energieumwandlung. Erkunde, was La ge en erg Sabina saust die Rampe hinunter. Oben hat sie Lageenergie. Unten in der Rampe hat sie keine Lageenergie mehr. Sie ist aber sehr schnell. Jetzt hat sie Bewegungsenergie. ie Be we un se ne eine Energieumwandlung ist. Welc he En er ie a in fo m hie en ha t ie p ür nas Energies in i S ieform he Energ lc w e Notie den ist. vorhan fa A nergieam welche in f, a Schreibe wird. wandelt g u ie form Beispiel: Elektrische Energie Schallenergie NaTech 3 4 NaTech_3-4_Themenbuch_aufl_2.indb 41 16.04.2018 09:00 45.1 Energie Woher kommt die Energie? Energie bei mir zuhause Bei dir zuhause wird überall Energie umgewandelt und genutzt. Vielleicht hast du dir folgende Fragen auch schon gestellt: Wie kommt es, dass mein Zuhause im Winter warm ist? Woher kommt die Energie? Wie wird das Dusch- und Badewasser erhitzt? Auftrag Fülle den folgenden Fragebogen als Hausaufgabe aus. Besprich offene Fragen mit deinen Eltern. Schau dir die Anlagen wie z.B. die Heizung an. Wir werten die Fragen danach im Unterricht aus. Fragebogen 1. Womit heizt ihr euer Zuhause? 3. Diskutiere mit deinen Eltern: Woher stammt Erdöl eure Energie? Heizöl Wie wird er hergestellt (z.B. Wasserkraft, Holz Kernkraft, Windenenergie, Sonnenenergie)? Solar Wärmepumpe a) Ist dir bekannt, wie die Energie zur Verfügung gestellt wird? 2. Wie wird euer Warmwasser erhitzt? Ja Heizöl Nein Holz Solar b) Falls du es weisst: Wie wird Energie nutzbar Wärmepumpe gemacht? Schreib einen kurzen Text. Erdgas Beispiel: Unsere Energie wird durch Windräder anders, nämlich: . nutzbar gemacht. . . . . . . . . Seite 1/2 45.1 Energie Woher kommt die Energie? 4. Solarzellen 7. Geh in die folgenden Räume deines Zuhauses und schau dich um. Welche Energiewandler a) Habt ihr Solarzellen auf dem Dach? Ja Nein b) Kennst du in deinem Quartier jemanden, der Solarzellen auf dem Dach hat? siehst du? Zähle auf. Beispiel: Im Badezimmer findest du einen Fön. Er wandelt elektrische Energie in Wärmeenergie um. Der Fön ist somit ein Energiewandler. Fährst du am Schulweg an Häusern vorbei, welche Solarzellen auf dem Dach haben? Schreibe einen kurzen Text. Badezimmer: Fön, . . . . Küche: . . . 5. Womit erhitzt ihr beim Kochen euer Essen? . Gas Dein Zimmer: Induktion Strom . anders, nämlich: . . . 6. Mit welchem Grill grilliert ihr bei euch zuhause? . Wir haben keinen Grill Elektrogrill Wohnzimmer: Holzkohlegrill Holz . anders, nämlich: . . . Seite 2/2 Energie Woher kommt Energie? 46 Energieträger liefern Energie Energieträger sind Stoffe, die Energie gespeichert haben. Diese Energie kann in andere Energieformen umgewandelt und für unterschiedliche Zwecke genutzt werden. Entdecke verschiedene Die auf der Erde am meisten genutzte Energie Energieträger. stammt ursprünglich von der Sonne. Die Son ne liefert Strahlungsenergie. Man bezeichnet die Sonnenstrahlung auch als Energieträger, weil sie die Energie zur Erde «trägt». Einen Teil dieser Strahlungsenergie kannst du sehen: das Sonnenlicht. Einen anderen Teil kannst du auf der Haut spüren: die Wärme. Pflanzen nutzen diese Strahlungsenergie, um zu wachsen. Die Strahlungsenergie wird dabei in andere Energieformen umgewandelt. In welc he En ergief die St or w rahlun ird s ener onne ie der in den Situat den ionen ildern au um e an elt Es gibt verschiedene Energieträger Es gibt neben der Sonnenstrahlung noch weitere Energieträger. Sie alle haben Energie gespeichert, die wir nutzen können. Man unterscheidet zwischen Energieträgern, die erneuert werden können, und solchen, die nicht erneuert werden können. Ko So hle nn tr ns ahl un Wind Erdöl as Biomas se Wa ss Nicht erneuerbare Energieträger Erneuerbare Energieträger Die Natur hat Jahrmillionen gebraucht, Sonnenstrahlung, Wind, Wasser, Holz, um Kohle, Gas oder Erdöl herzustellen. Pflanzen und Abfall oder Kehricht Diese Energieträger können nicht (Biomasse) stehen in einer kurzen Zeit nachwachsen. Den Energieträger Erdöl immer wieder zur Verfügung. kennst du vielleicht aus dem Alltag: Ihre Energie wird oft in elektrische Aus Erdöl wird zum Beispiel Autobenzin Energie umgewandelt. hergestellt. der als das Bild au Sieh dir nochm Welche Doppelseite an de en eh ng vora r? kommen vo Energieträge NaTech 5 6 NaTech_5-6_Themenbuch_aufl_2_.indb 46 16.04.2018 09:47 Energie NaTech 5 6 Woher kommt Energie? Entdecke, wie Energie umgewandelt und genutzt wird. 1. Wo auf dem Bild entdeckst du Umwandlungen von Energie? 2. Woher kommt Energie in deinem Beispiel? 3. Wie wird Energie genutzt? NaTech_5-6_Themenbuch_aufl_2_.indb 44 16.04.2018 09:47 NaTech_5-6_Themenbuch_aufl_2_.indb 45 16.04.2018 09:47 46.3 Energie Woher kommt die Energie? Sonnenkollektoren: Strahlungsenergie schlau genutzt Material • 2 Konfitürengläser • Wasser • Schwarzes Tonpapier • Weisses Tonpapier • 2 Thermometer • Klebestreifen • Uhr Auf manchen Hausdächern kannst du Sonnenkollektoren entdecken. Sie wandeln die Strahlungsenergie der Sonne in Wärmeenergie um. Das durch Sonnenkollektoren erhitzte Wasser wird im Haus zum Duschen, Geschirrspülen und vieles mehr genutzt. Mit einem Konfitüreglas kannst du selbst einen kleinen Sonnenkollektor bauen. So kannst du die Wirkung der Strahlungsenergie erforschen. 1. Klebe um eines der Gläser schwarzes und ums andere Glas weisses Tonpapier. Fülle in beide Gläser gleich viel (ca. halbvoll) Leitungswasser. 2. Formuliere zu den folgenden Fragen eine Vermutung inklusive Begründung. a) Wie warm ist das Wasser jeweils zu Beginn in den beiden Gläsern? Begründe! Ich vermute: Meine Begründung: b) In welchem Glas wird die Temperatur des Wassers am Ende des Experiments höher sein? Ich vermute: Meine Begründung: Seite 1/3 46.3 Energie Woher kommt die Energie? c) Was interessiert dich selbst? Was möchtest du zusätzlich herausfinden mit diesem Versuch? Meine Frage: Meine Vermutung: Meine Begründung: 3. Miss nun in beiden Gläsern mit dem Thermometer die Wassertemperatur. Trage die Werte in der Tabelle (siehe Auswertung) ein. 4. Stelle beide Gläser nebeneinander für ca. eine Stunde an die Sonne. Stelle zudem in jedes Glas ein Thermometer. Miss (während insgesamt einer Stunde) jeweils alle 10 Minuten die Wassertemperatur in beiden Gläsern und trage sie unter Auswertung ein. Auswertung Zeit Wassertemperatur im Glas mit dem Wassertemperatur im Glas mit dem schwarzen Papier weissen Papier Am Anfang . Nach 10 Minuten . Nach 20 Minuten . Nach 30 Minuten . Nach 40 Minuten . Nach 50 Minuten . Nach 60 Minuten . Seite 2/3 Energie Woher kommt die Energie? 46.3 Auf die Ergebnisse zurückblicken 5. Sind deine Vermutungen bestätigt worden? a) Vermutung 1: Ja Nein Das habe ich beobachtet: b) Vermutung 2: Ja Nein Das habe ich beobachtet: c) Vermutung 3: Ja Nein Das habe ich beobachtet: Seite 3/3