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Realschule 5 · Physik
Wetter, Schatten und Aggregatzustände (Klasse 5) · Gefahren und Energie im Alltag

Energie im Alltag

Du radelst abends nach dem Training nach Hause. Das Licht am Fahrrad leuchtet, obwohl keine Batterie eingebaut ist. Woher kommt die Energie für das Licht? Und warum ist die Heizung im Winter „teuer“, wenn Energie doch nie verloren geht? Das klären wir in diesem Abschnitt.

Energieformen

Energie kannst du nicht anfassen. Du erkennst sie daran, was sie bewirken kann: Sie kann etwas bewegen, erwärmen oder zum Leuchten bringen. Dafür gibt es verschiedene Energieformen.

Energieform Woran erkennst du sie? Beispiel
Bewegungsenergie Etwas bewegt sich. rollender Fußball, fahrendes Fahrrad
Lageenergie Etwas befindet sich in der Höhe. Wasser im Stausee, Skispringer oben auf der Schanze
Wärmeenergie Etwas ist warm oder heiß. Tee, Heizkörper
Lichtenergie Etwas leuchtet. Sonne, Taschenlampe
Schallenergie Etwas klingt. Musik, Trommel
Elektrische Energie Strom fließt. Steckdose, Batterie im Betrieb
Chemische Energie Sie steckt in Stoffen. Batterie, Brot, Benzin, Gas
Üben★☆☆
Nenne vier Energieformen, die du aus dem Alltag kennst (z. B. Bewegungsenergie).

Nenne vier Energieformen, die du aus dem Alltag kennst (z. B. Bewegungsenergie).

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Speichern, transportieren, umwandeln

Energie kann man speichern, transportieren und umwandeln.

  • Speichern: Eine Batterie speichert chemische Energie. Eine Wärmflasche speichert Wärmeenergie. Ein Stausee speichert Lageenergie.

  • Transportieren: Strom fließt durch Kabel zu dir nach Hause. Warmes Wasser bringt Wärme durch Rohre zum Heizkörper.

  • Umwandeln: In einer Taschenlampe wird chemische Energie zunächst in elektrische Energie und dann in Lichtenergie umgewandelt.

Eine Umwandlung schreibt man als Energiekette mit Pfeilen. Über oder unter den Pfeilen steht, welches Gerät umwandelt.

Energiekette der Taschenlampe: chemische Energie in der Batterie, elektrische Energie, Lichtenergie und Wärmeenergie Chemische Energie Elektrische Energie Lichtenergie Wärmeenergie Batterie nützlich nicht gewollt
Üben★☆☆
Eine Taschenlampe leuchtet mit Batterien. a) Wo ist die Energie gespeichert? b) In welche Energieformen wird sie umgewandelt?

Eine Taschenlampe leuchtet mit Batterien.

  1. a) Wo ist die Energie gespeichert?
  2. b) In welche Energieformen wird sie umgewandelt?
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Üben★☆☆
Eine Musikanlage spielt Musik. Welche Energieform wird zugeführt, und welche Energieformen entstehen?

Eine Musikanlage spielt Musik. Welche Energieform wird zugeführt, und welche Energieformen entstehen?

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Üben★★☆
Beschreibe die Energieumwandlungen bei einem Solarmodul auf dem Schuldach, das einen kleinen Ventilator antreibt. Nenne die Energieformen in der richtigen Reihenfolge.

Beschreibe die Energieumwandlungen bei einem Solarmodul auf dem Schuldach, das einen kleinen Ventilator antreibt. Nenne die Energieformen in der richtigen Reihenfolge.

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Längere Ketten

Oft sind mehrere Umwandlungen hintereinander nötig. Beim Wasserkraftwerk im Sauerland läuft es so:

Lageenergie des Wassers → Bewegungsenergie des strömenden Wassers → Bewegungsenergie der Turbine → elektrische Energie (im Generator) → Lichtenergie (in der Lampe).

Beim Fahrrad mit Dynamo wird Bewegungsenergie in elektrische Energie und dann in Lichtenergie umgewandelt. Dein Körper liefert die Bewegungsenergie. Deshalb musst du bei eingeschaltetem Licht ein wenig mehr treten: Der Dynamo wandelt Bewegungsenergie in elektrische Energie um, und diese zusätzliche Energie muss dein Körper liefern.

Üben★★☆
Ein Fahrrad mit Dynamo beleuchtet abends den Weg. a) Welche Energieumwandlungen treten auf? b) Warum wird das Fahren mit eingeschaltetem Licht etwas anstrengender?

Ein Fahrrad mit Dynamo beleuchtet abends den Weg.

  1. a) Welche Energieumwandlungen treten auf?
  2. b) Warum wird das Fahren mit eingeschaltetem Licht etwas anstrengender?
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Üben★★☆
Ein Stausee im Sauerland speichert Wasser in der Höhe. Es fließt durch eine Turbine und erzeugt Strom. a) In welcher Form ist Energie im Wasser gespeichert? b)…

Ein Stausee im Sauerland speichert Wasser in der Höhe. Es fließt durch eine Turbine und erzeugt Strom.

  1. a) In welcher Form ist Energie im Wasser gespeichert?
  2. b) Beschreibe die Umwandlungskette bis zur Lampe in einem Haus.
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Energie geht nicht verloren

In jeder Energiekette entsteht auch Wärme, die du gar nicht haben willst. Eine Glühlampe soll leuchten, wird aber sehr heiß. Ein Motor soll sich drehen, wird aber warm.

Warum sagt man dann „Energie sparen“? Die Wärme der Glühlampe verteilt sich in der Umgebung. Wir können sie nicht mehr sinnvoll nutzen. Sie ist zwar noch da, aber nicht mehr nützlich. Energiesparen heißt also: möglichst wenig Energie in unerwünschte Formen umwandeln. Eine LED-Lampe gibt bei gleicher Helligkeit viel weniger Wärme ab als eine Glühlampe.

Üben★★★
„Energie geht nie verloren, trotzdem spricht man von Energiesparen." a) Erkläre diesen scheinbaren Widerspruch am Beispiel einer Glühlampe, die Licht und Wärme abgibt.…

„Energie geht nie verloren, trotzdem spricht man von Energiesparen."

  1. a) Erkläre diesen scheinbaren Widerspruch am Beispiel einer Glühlampe, die Licht und Wärme abgibt.
  2. b) Welche Energieform ist bei der Glühlampe der unerwünschte Anteil?
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Die Sonne und die Heizung

Fast alle Energie auf der Erde stammt von der Sonne. Sie transportiert Energie als Strahlung (Licht und Wärme) zur Erde, sogar durch den luftleeren Raum.

Die Kette für dein Frühstücksbrot: Sonnenlicht → Pflanze (Fotosynthese, Speicherung als chemische Energie im Getreide) → Mehl und Brot → dein Körper wandelt die chemische Energie in Bewegungsenergie und Wärme um.

Beim Heizen unterscheiden sich zwei Wege:

Gasheizung Solarthermieanlage
gespeicherte Energie chemische Energie im Gas Wärmeenergie im Wasserspeicher
Umwandlung chemische Energie → Wärme (Verbrennung) Sonnenlicht → Wärme im Kollektor
Transport Wärme im Heizwasser zu den Heizkörpern Wärme im Wasser durch Rohre
Vorteil immer verfügbar Sonne kostet nichts
Nachteil Gas wird knapp, Abgase im Winter wenig Sonne
Üben★★★
Von der Sonne bis zu einem Stück Brot auf deinem Frühstückstisch: Beschreibe die Kette aus Speicherung, Transport und Umwandlung von Energie (Sonne, Pflanze, Getreide,…

Von der Sonne bis zu einem Stück Brot auf deinem Frühstückstisch: Beschreibe die Kette aus Speicherung, Transport und Umwandlung von Energie (Sonne, Pflanze, Getreide, Körper).

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Üben★★★
Vergleiche zwei Möglichkeiten, ein Haus zu beheizen: Gasheizung und Solarthermieanlage auf dem Dach. a) Welche Energie wird jeweils gespeichert, transportiert und…

Vergleiche zwei Möglichkeiten, ein Haus zu beheizen: Gasheizung und Solarthermieanlage auf dem Dach.

  1. a) Welche Energie wird jeweils gespeichert, transportiert und umgewandelt?
  2. b) Nenne je einen Vorteil und einen Nachteil.
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Zurück zum Anfang: Das Dynamolicht bekommt seine Energie aus deiner Bewegung. Und Energiesparen bedeutet, weniger Energie in unnötige Wärme umzuwandeln.

Auf einen Blick

  • Energie hat Formen: Bewegungs-, Lage-, Wärme-, Licht-, Schall-, elektrische und chemische Energie.

  • Energie kann gespeichert, transportiert und umgewandelt werden.

  • Eine Energiekette zeigt mit Pfeilen die Umwandlungen.

  • Energie geht nie verloren. Bei jeder Umwandlung entsteht aber auch Wärme, die meist nicht nützlich ist.

  • Energiesparen heißt, weniger Energie in unerwünschte Formen umzuwandeln.

  • Fast alle Energie auf der Erde stammt von der Sonne.

Los geht's! 9 Aufgaben in diesem Abschnitt
★☆☆ Nenne vier Energieformen, die du aus dem Alltag kennst (z. B. Bewegungsenergie).★☆☆ Eine Taschenlampe leuchtet mit Batterien. a) Wo ist die Energie gespeichert? b) In welche…★☆☆ Eine Musikanlage spielt Musik. Welche Energieform wird zugeführt, und welche…
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