Themenfeld 2 – Energieumwandlung beurteilen
Die Schülerinnen und Schüler lernen in diesem Themenfeld, dass Energie zwar immer vollständig erhalten bleibt, ihr nutzbarer Anteil aber je nach Energiewandler deutlich variieren kann. Die Schülerinnen und Schüler sollen einen nachhaltigen Eindruck vom „Wert“ der Energie vermittelt bekommen und in die Lage versetzt werden, sich ein eigenes Urteil über die zukünftige Energienutzung zu bilden. Schülerinnen und Schüler, die in die gymnasiale Oberstufe wechseln, benötigen Erfahrungen bei der quantitativen Auswertung physikalischer Experimente sowie Übung im Anwenden physikalischer Formeln. Das eigene Experimentieren und die rechnerische Auswertung der gewonnenen Daten bilden einen Schwerpunkt für die Schülerinnen und Schüler des E-Kurses. Zusätzlich bietet das Themenfeld insbesondere im E-Kurs Möglichkeiten, die Darstellung experimentell erworbener Daten zu vertiefen (Bezüge zu Mathematik).
Schuljahrgänge 9/10 – grundlegende und erhöhte Anforderungsebene
Inhaltsbezogene Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler …
beschreiben an ausgewählten Beispielen für physikalische, chemische und biologische Systeme mithilfe von Energiebilanzen unter Be-rücksichtigung von Wirkungsgraden die Entwertung von Energie.
beschreiben die Energiestromstärke (Leistung) P als Maß dafür, wie schnell Energie übertragen wird.
unterscheiden Temperatur und innere Energie eines Körpers.
unterscheiden mechanische Energieübertragung (Arbeit) von thermi-scher (Wärme) an ausgewählten Beispielen.
bestimmen die auf diese Weise übertragene Energie quantitativ.
beschreiben Aufbau und Funktionsweise unterschiedlicher Kraft-werkstypen zur Energieversorgung.
beschreiben ausgewählte globale und lokale Auswirkungen unseres Energiekonsums.
Prozessbezogene Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler …
vergleichen alltagsrelevante elektrische, mechanische und biologische Leistungen auf der Grundlage vorgelegten Datenmaterials oder eigener Experimente. (EG)
ermitteln den Wirkungsgrad für alltagsnahe Beispiele auf der Grund-lage vorgelegter Daten oder eigener Experimente. (EG)
zeichnen Energieflussdiagramme für Energieumwandlungsketten aus Natur, Alltag und Technik und berücksichtigen die Energieentwertung. (EG)
bestimmen die in elektrischen Systemen umgesetzte Energie (z.B. Leuchtdioden und Glühlampen) aus vorgelegten Daten oder eigenen Messungen. (EG)
verwenden in Ergebnissen sinnvoll die Einheiten Joule und Kilo-wattstunde. (K)
erläutern an Beispielen, dass zwei Gegenstände trotz gleicher Temperatur unterschiedliche innere Energie besitzen können. (EG)
begründen die Verwendung von Wasser als Energieüberträger in technischen Systemen. (B)
untersuchen auf diese Weise verursachte Energieänderungen experi-mentell (z. B. fallende Massen, Erwärmung von Wasser, goldene Regel der Mechanik). (EG)
berechnen die Änderung von Höhenenergie und innerer Energie in Anwendungsaufgaben.(EG)
schätzen im Haushalt die Energieeinsparung durch den Einsatz moderner Techniken ab. (B)
vergleichen Möglichkeiten der Energieversorgung hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit. (EG)
nehmen begründet Stellung zu dem Konflikt zwischen Energienutzung als Quelle unseres Lebensstandards einerseits und globaler Umweltprobleme andererseits. (B)