Geothermie und die zugrundeliegenden Prinzipien der Thermodynamik

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  • Nächster Termin: 9. bis 10. Juni 2017
  • Kursleitung: Dr. Brigitte Hänger
  • Autor: Dr. Herbert Rubin und Dr. Brigitte Hänger
  • Schulstufe: 9. und 10. Schuljahr, Gymnasium
  • Umfang: 16 Lektionen
     
Laienmodell  
Vergleichen Sie das Laienmodell mit dem Expertenmodell. Welche Unterschiede und Gemeinsamkeiten können Sie feststellen?
Expertenmodell  
Welche Eigenschaften beeinflussen die thermische Leistung eines Hoch-Temperatur-Geothermiekraftwerks?
Akkordeon. Mit Tab zu Einträgen navigieren, dann Inhalt mit Enter auf und zuklappen.

 

Inhalte und Ziele der Unterrichtseinheit


In dieser Unterrichtseinheit ist die Geothermie das Leitmotiv für die Behandlung der Thermodynamik. Inhaltlich liegt der Fokus auf einem guten konzeptionellen Verständnis der Grundbegriffe der Thermodynamik und auf technischen Anwendungen im Bereich der Hoch-Temperatur-Geothermie.

Zentrale Themenbereiche der Unterrichtseinheit

Die Geothermie als erneuerbare Energie

  • Stromverbrauch und Stromproduktion in der Schweiz
  • Wie gross ist das Energiepotential des Zürichsees?
  • Was ist der beste Standort für eine Geothermieanlage? Vorschau auf wichtige physikalische und geologische Grössen

 

Unser Boden als Wärmereservoir

  • Thermische Energiespeicher und Wärmekapazität
  • Die experimentelle Bestimmung der Wärmekapazität von Festkörpern
  • Die mikroskopische Perspektive auf Temperatur und Wärmekapazität

 

Die Energie aus dem Boden holen

  • Erster Hauptsatz der Thermodynamik
  • Wärmetransport

 

Geothermiekraftwerke: Aus Wärme elektrischen Strom produzieren

  • Wärmearbeitsmaschinen
  • Dampfmaschine und Dampfturbine
  • Funktionsweise einer Geothermieanlage für die Stromproduktion
  • Die Leistung einer Geothermieanlage modellieren

Beispiele der Unterrichtseinheit

Eine einfache Wärme-Arbeits-Maschine  
Müssen Wärme-Arbeits-Maschinen immer gekühlt werden? Lässt sich die zugeführte Wärme nicht auch zu 100% in Arbeit umwandeln?
Formen der Geothermie  
Welche Formen der Geothermie gibt es?
 
 
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23.03.2017
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