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Energieumwandlung und Energieerhaltung

Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden, sondern nur umgewandelt werden. Entdecke die verschiedenen Energieformen und wie sie durch Energiewandler ineinander übergehen. Interessiert? Das und vieles mehr findest du im folgenden Text!

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Team Digital
Energieumwandlung und Energieerhaltung
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse - 10. Klasse

Energieumwandlung und Energieerhaltung Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Energieumwandlung und Energieerhaltung kannst du es wiederholen und üben.
  • Beschreibe, wie die Sonnenenergie zu der Erde gelangt.

    Tipps

    Die Sonne hat eine wichtige Funktion, die Leben auf der Erde ermöglicht.

    Überlege, auf welche Weise die Energie auf die Erde gelangt und in welcher Energieform dies geschieht.

    Lösung

    Die Sonne ist eine Energiequelle, die Energie in Form von Licht und Wärme freisetzt. Die Sonnenstrahlen sind der Energieträger, durch den die Strahlungsenergie zu uns auf die Erde gelangt. Auf der Erde wird die Energie umgewandelt.

    Der richtige Lösungstext lautet:

    Die Sonne gibt uns Energie. Diese Energie kommt in Form von Licht und Wärme. Sonnenstrahlen transportieren diese Energie zur Erde. Auf der Erde wird die Sonnenenergie über viele verschiedene Körper in viele verschiedene Energieformen umgewandelt.

  • Bestimme eine Definition der Energieumwandlung.

    Tipps

    Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden.

    Die Energieumwandlung beschreibt einen Prozess, bei dem im Allgemeinen Energie transformiert wird.

    Energie wird bereitgestellt, freigesetzt oder entwertet.

    Lösung

    In einem geschlossenen System bleibt die Gesamtmenge an Energie erhalten, aber sie kann zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden.


    • Energieumwandlung ist der Prozess, bei dem Energie in einer bestimmten Form in eine andere umgewandelt wird.
    $\Rightarrow$ Diese Antwort ist richtig.


    • Energieumwandlung bezieht sich auf den Transfer von Energie von einem Ort zum anderen.
    $\Rightarrow$ Diese Antwort ist falsch.


    • Energieumwandlung ist die Umwandlung von Materie in Energie.
    $\Rightarrow$ Diese Antwort ist falsch.


    • Energieumwandlung ist die Übertragung der elektrischen Energie.
    $\Rightarrow$ Diese Antwort ist falsch.
  • Vervollständige die Energieumwandlung in einem Elektroauto.

    Tipps

    Überlege dir, was für eine Energie die Batterie bereitstellt.

    Der Elektromotor wandelt die erhaltene Energie um.

    Die Bewegung des Auto wird durch die umgewandelte Energie ermöglicht.

    Lösung

    In einem Elektroauto wird elektrischer Strom aus der Batterie vom Elektromotor genutzt. Der Elektromotor, der Energiewandler, wandelt diese elektrische Energie in kinetische Energie um, was die Bewegung des Elektroautos ermöglicht. Jedoch geht aufgrund von Effizienzverlusten im Motor und anderen Teilen des Systems auch ein Teil der Energie als Wärme verloren.

  • Erkläre den ersten Satz der Thermodynamik.

    Tipps

    Betrachte das Universum als ein System mit einer konstanten Energiemenge.

    Energie tritt in verschiedenen Energieformen auf.

    Lösung

    Der erste Hauptsatz der Thermodynamik bildet das grundlegende Prinzip, das den Energieerhaltungssatz in physikalischen Systemen beschreibt:

    1) Der erste Satz der Thermodynamik, auch als das Gesetz der Energieerhaltung bekannt, besagt, dass die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System erhalten bleibt.

    2) Energie kann weder erzeugt noch verbraucht werden, sondern die Energie wird bereitgestellt, freigesetzt oder entwertet.

    3) Energie wird von einer Form in eine andere Form umgewandelt.

    4) Der erste Satz der Thermodynamik legt somit die Grundlage für das Verständnis von Energieumwandlungen in physikalischen Systemen.

  • Ordne verschiedene Energiewandler den Energieumwandlungen zu.

    Tipps

    Identifiziere die benötigte Energieform, um die Energie umzuwandeln, damit sie nutzbar wird.

    Lösung

    Energiewandler sind Geräte, Gegenstände oder Lebewesen, die verschiedene Energieformen ineinander umwandeln.

    Folgende Energiewandler und Energieumwandlungen gehören zusammen:

    • Lampe $\Rightarrow$ elektrische Energie zu Lichtenergie
    • Solarzelle $\Rightarrow$ Lichtenergie zu elektrischer Energie
    • Pflanze $\Rightarrow$ Lichtenergie zu chemischer Energie
    • Auto $\Rightarrow$ chemische Energie zu kinetischer Energie

  • Stelle verschiedene Energieformen den Auswirkungen auf den Klimawandel gegenüber.

    Tipps

    Bei der Energieumwandlung fossiler Energieträger entstehen Treibhausgase.

    Klimafreundliche Energieformen setzen keine oder wenig Treibhausgase frei.

    Manche Energieformen liefern zum Beispiel direkt Wärmenergie, sind aber nicht überall zugänglich.

    Lösung

    Die Energieumwandlung spielt eine zentrale Rolle in der globalen Herausforderung des Klimawandels. Die Art und Weise, wie wir Energie umwandeln und nutzen, hat direkte Auswirkungen auf die Menge an Treibhausgasen, die in die Atmosphäre gelangen. Dieser Zusammenhang zwischen Energieumwandlungen und Klimawandel unterstreicht die Dringlichkeit, nachhaltige und emissionsarme Energiequellen zu nutzen.


    Fossile Energie setzt bei der Verbrennung Treibhausgase frei.

    Solarenergie nutzt die Energie des Lichts ohne direkte Emissionen.

    Kernenergie setzt während des Betriebs keine Emission frei, produziert aber radioaktive Abfälle, deren Entsorgung Schwierigkeiten bereitet.

    Windenergie nutzt die Energie des Windes, ohne dabei direkte Emissionen zu verursachen.

    Bioenergie erzeugt Emission, die allerdings durch vorheriges Pflanzenwachstum und das dabei aufgenommene $\text{CO}_2$ kompensiert wird.

    Geothermische Energie emittiert wenige Treibhausgase, könnte jedoch Umweltauswirkungen haben.