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Die Autor*innen
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Jochen Kalt
Erneuerbare Energieträger
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse - 10. Klasse

Erneuerbare Energieträger Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Erneuerbare Energieträger kannst du es wiederholen und üben.
  • Unterscheide zwischen fossiler und erneuerbarer Energie.

    Tipps

    Fossile Energien verbrauchen sich und sind irgendwann nicht mehr da. D.h., die Rohstoffe, aus denen sie erzeugt werden, sind nicht unendlich.

    Erneuerbare Energien sind unendlich vorhanden.

    Lösung

    Erneuerbare Energien sind nahezu unerschöpflich und bieten genug Energie, um den ganzen Planeten zu versorgen. Allerdings ist es nicht immer leicht, diese effizient zu gewinnen. Beispiele für regenerative Energien sind Windkraft, Solarenergie, Geothermie, Gezeitenkraft. Im Betrieb sind diese auch nicht schädlich für die Umwelt. Jedoch ist hier die Belastung durch die Herstellung nicht zu unterschätzen.

    Fossile Energien lassen sich oft eher leichter erzeugen, aber sie sind nicht unendlich vorhanden. Öl, Kohle, Uran sind in der Erde vorhanden und werden bei der Energieerzeugung verbraucht. Zudem belasten sie durch den Ausstoß von $CO_2$ oder Atommüll die Umwelt.

  • Gib an, welchen Einfluss die Sonne auf die Energieerzeugung auf der Erde hat.

    Tipps

    Die Energieerzeugung durch Atomkraft ist nur durch das Element Uran möglich. Dieses ist nur begrenzt auf der Erde vorhanden.

    Lösung

    Ohne die Sonne wäre das Leben auf der Erde undenkbar. Nun nutzen wir sie sogar zur Energiegewinnung. Die Strahlung, die in der Sonne durch die Kernfusionen entsteht, hat selbst auf der weit entfernten Erde noch 10.000 mal mehr Energie als der Gesamtverbrauch der Erde.

    Der Sonne ist es auch zu verdanken, dass wir Wind-und Wasserkraft zur Energiegewinnung benutzen können, auch wenn alle diese Methoden noch weiterentwickelt werden müssen.

    Auch die fossilen Brennstoffe sind durch die Sonnenenergie entstanden. Die Kohle entstand durch Pflanzen. Und das Erdöl und Erdgas aus Kleinstlebewesen.

  • Erkläre die richtige Wasserverteilung von Ebbe und Flut aus.

    Tipps

    In diesen Grafiken wird die Fliehkraft mitbedacht.

    Lösung

    Hier geht es um Ebbe und Flut, also wo auf der Welt gerade der Meeresspiegel steigt und wo er sinkt.

    Zieht der Mond das Wasser der Erde an, steigt dort der Meeresspiegel. Auf der abgewandten Seite der Erde entsteht aufgrund der Fliehkraft ein Flutberg.

    Lediglich senkrecht zum Mond herrscht Ebbe.

    Nimmt man es ganz genau, wandert der Flutberg wegen der Trägheit dem Zenit des Mondes etwas zeitversetzt hinterher.

  • Beschreibe die Geothermie.

    Tipps

    „In 1km Tiefe" meint 1 km unter der Erdoberfläche.

    Lösung

    Die Erdmasse ist ziemlich groß und in ihr liegt weit mehr als nur Dreck und Sand.

    So ist ihr Kern ein heißer flüssiger Ball, dessen Temperatur schätzungsweise bis zu 7700°C beträgt.

    1 km unter der Oberfläche beträgt die Temperatur immer noch ca. 40°C. Das liegt zum Teil an radioaktiven Stoffen, die im Erdboden zerfallen.

    Damit Strahlt die Erde etwa 400 mal weniger Energie ab als die Sonne.

  • Nenne die richtigen Aussagen über erneuerbare und fossile Energien.

    Tipps

    Biomasse kann recht schnell produziert werden.

    Lösung

    Es gibt so manche Eckdaten über fossile und erneuerbare Energien. Mit ihnen kann man gut zwischen regenerativ und fossil unterscheiden, also ob diese Art der Energiegewinnung schädlich oder nützlich ist.

    Atomkraft ist zum Beispiel keine erneuerbare Energieform. Das Uran verbraucht sich und es bleibt Atommüll übrig.

    Erneuerbare Energien sind praktisch unerschöpflich und wären ohne die Sonne kaum denkbar. Sie liefert auch die meiste Energie.

    Da Biomasse schnell aus Abfällen produziert werden kann bzw. ständig produziert wird, ist sie eine erneuerbare Energiequelle.

  • Bestimme die Gravitationskraft von Sonne und Mond.

    Tipps

    Überprüfe die Größenordnung der gegebenen Größen.

    Die Einheit Newton ist$=\textrm{kg}\dfrac{\textrm{m}}{\textrm{s}^2}$.

    Lösung

    Die Gravitationskraft unterscheidet sich etwas von der Gezeitenkraft. Sie ist die Kraft, die zwei Massen aufeinander ausüben.

    Die beiden Himmelskörper, die unseren Planeten hauptsächlich beeinflussen, sind Mond und Sonne.

    Berechnen wir also mithilfe des Gravitationsgesetzes

    $F_G=\gamma\dfrac{m_1m_2}{r^2}$

    die Gravitationskräfte, wobei $M_1=1~\textrm{kg}$ die Masse des Liters Wasser ist. $\gamma$ ist die Gravitationskonstante.

    Eingesetzt werden muss also nur noch $r$ (in Meter) als Abstand von der Erde und die jeweilige Masse von Mond oder Sonne.

    $F_G=6,67408 \cdot 10^{-11}\dfrac{1m_2}{r^2}$

    Sonne $F_G=6,67408 \cdot 10^{-11}~\dfrac{\textrm{m}^3}{\textrm{kgs}^2}\dfrac{1~\textrm{kg}\cdot 1,989\cdot 10^{30}~\textrm{kg}}{149600000000~\textrm{m}^2}=0,006~\textrm{N}$

    Mond $F_G=6,67408 \cdot 10^{-11}~\dfrac{\textrm{m}^3}{\textrm{kgs}^2}\dfrac{1~\textrm{kg}\cdot 7,348\cdot 10^{22}~\textrm{kg}}{384400000~\textrm{m}^2}=0,00003~\textrm{N}$

    Die Gravitationskraft der Sonne ist also 200 mal größer als die des Mondes.

    Deshalb klingt es auch logisch, dass wir um die Sonne kreisen statt um den Mond.

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