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Experimente - Klimaschutz in Kooperation Heizungssimulator – Wie funktioniert der Thermostatkopf am Heizkörper? Für viele mag das Heizungsthermostat ein kleiner Knopf an der Heizung sein, der ohnehin nie die richtige Wärmeeinstellung erbringt. Wir erklären, was es mit dem Thermostat auf sich hat: Wie ist seine Funktionsweise? Was bringt das Gerät und wie lässt sich damit Energie sparen? Geräte: Heizungsthermostat, Kältespray, Haartrockner, Thermometer, Aquarium- Belüftungspumpe, Messbecher mit Wasser. Versuchsaufbau und Durchführung: Anstatt Wasser zirkuliert Luft in unserem Versuchsaufbau. Angetrieben von einer Aquarium- Belüftungspumpe. Der Thermostatkopf eines Heizkörpers regelt den Luftdurchlass. Ob die Luft fließt, wird durch das Blubbern der Luft, im mit Wasser gefüllten Messbecher, angezeigt. Lernziel: Technisches Verständnis über den Aufbau eines Heizungsthermostates; Sinn und Zweck der Benutzung; Beitrag zum Klimaschutz. Energiefahrrad – Erfahre selbst wieviel Energie Du leisten kannst! Vielerorts hört man Aufrufe zum Energiesparen, zu einem nachhaltigen Umgang mit Ressourcen. Häufig bleibt das Wort Energie jedoch eine abstrakte Größe, unter der sich sowohl Kinder als auch Erwachsene wenig vorstellen können. Wir möchten anhand des Rad-Ergometers Energie veranschaulichen und SchülerInnen ein Gefühl für den Energiebedarf im Alltag geben. In unserem Beispiel können sie am eigenen Körper erfahren, wieviel Energie für Leuchtmittel aufgewendet werden muss. Geräte: Rad-Ergometer; verschiedene Leuchtmittel. Versuchsaufbau und Durchführung: Bring die Lampen zum Leuchten, lass das Radio spielen mit der von Dir auf dem Fahrrad produzierten Energie! Das Fahrrad betreibt einen Strom-Generator auf dem Du ein Gefühl für Watt und Leistung entwickeln kannst. Lernziel: Altersgerechtes Verständnis des Begriffs Energie; Vergleichsmöglichkeiten schaffen können zwischen dem Energiebedarf von Alltagsgegenständen (Leuchtmittel) und notwendiger Energiebeschaffung (Rad-Generator). Klimaexperimente für Schüler*innen bei Klimaschutz in Kooperation

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Experimente - Klimaschutz in Kooperation

Heizungssimulator – Wie funktioniert der Thermostatkopf am Heizkörper?

Für viele mag das Heizungsthermostat ein kleiner Knopf an der Heizung sein, der ohnehin nie die richtige Wärmeeinstellung erbringt. Wir erklären, was es mit dem Thermostat auf sich hat: Wie ist seine Funktionsweise? Was bringt das Gerät und wie lässt sich damit Energie sparen? Geräte: Heizungsthermostat, Kältespray, Haartrockner, Thermometer, Aquarium-Belüftungspumpe, Messbecher mit Wasser. Versuchsaufbau und Durchführung: Anstatt Wasser zirkuliert Luft in unserem Versuchsaufbau. Angetrieben von einer Aquarium-Belüftungspumpe. Der Thermostatkopf eines Heizkörpers regelt den Luftdurchlass. Ob die Luft fließt, wird durch das Blubbern der Luft, im mit Wasser gefüllten Messbecher, angezeigt. Lernziel: Technisches Verständnis über den Aufbau eines Heizungsthermostates; Sinn und Zweck der Benutzung; Beitrag zum Klimaschutz.

Energiefahrrad – Erfahre selbst wieviel Energie Du leisten kannst!

Vielerorts hört man Aufrufe zum Energiesparen, zu einem nachhaltigen Umgang mit Ressourcen. Häufig bleibt das Wort Energie jedoch eine abstrakte Größe, unter der sich sowohl Kinder als auch Erwachsene wenig vorstellen können. Wir möchten anhand des Rad-Ergometers Energie veranschaulichen und SchülerInnen ein Gefühl für den Energiebedarf im Alltag geben. In unserem Beispiel können sie am eigenen Körper erfahren, wieviel Energie für Leuchtmittel aufgewendet werden muss. Geräte: Rad-Ergometer; verschiedene Leuchtmittel. Versuchsaufbau und Durchführung: Bring die Lampen zum Leuchten, lass das Radio spielen mit der von Dir auf dem Fahrrad produzierten Energie! Das Fahrrad betreibt einen Strom-Generator auf dem Du ein Gefühl für Watt und Leistung entwickeln kannst.

Lernziel: Altersgerechtes Verständnis des Begriffs Energie; Vergleichsmöglichkeiten schaffen können zwischen dem Energiebedarf von Alltagsgegenständen (Leuchtmittel) und notwendiger Energiebeschaffung (Rad-Generator).

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Leuchtmittelvergleich – Selber messen: Welche Lampe ist die Beste?

Moderne Leuchtmittel erlauben seit einigen Jahren, den Energiebedarf für Leuchtzwecke erheblich zu senken. Als praxisnahes Beispiel zeigen wir durch den Vergleich dreier verschiedener Leuchtmittel deren Energiebedarf und Beleuchtungsstärke. Geräte: verschiedene Leuchtmittel (Energiesparlampe, Glühlampe, LED), Watt-Meter, Lux-Meter. Versuchsaufbau und Durchführung: In Kleingruppen werden an Schreibtischlampen anhand von Watt-Meter und Lux-Meter Messwerte der verschiedenen Leuchtmittel aufge-nommen und in eine Tabelle eingetragen. Anschließend erfolgen der Vergleich der Zahlen und deren Interpretation. Zusätzlich kann mit einer Thermografie-Kamera die abfallende Wärme der Leuchtmittel festgestellt werden. Lernziel: Altersgerechtes Verständnis des Begriffs Energie; Kenntnis verschiedener Leuchtmittel; Umgang mit Messgeräten; Bewusstsein über unterschiedlich effiziente Leuchtmittel; Beitrag zum Klimaschutz.

Ernährung gesund und klimafreundlich – Aber wie?

Möglichst wenig Fleisch, regional, saisonal – das ist die Zauberformel der klimafreundlichen Ernährung. Aber ist das auch gesund? Und schmeckt das auch? Diesen Fragen kommen wir mit unseren Mitarbeitern Humboldt und Darwin näher – zwei ehemaligen Labormäusen.

Geräte: Zwei hungrige Mäuse auf dem Weg zum Essen. Welchen Teller werden Sie wählen: Eiweiß, Zucker, Fett? Und warum? Wissen die Mäuse was gesund ist? Versuchsaufbau und Durchführung: Den Mäusen werden verschiedene Nahrungsquellen angeboten, wir beobachten, welche sie wählen und diskutieren die Frage, warum diese gewählt wurden? Lernziel: Eiweiß macht satt. Zucker und Fett weniger. Die klimafreundliche Ernährung ist auch die gesündere. Wenig Fleisch, wenig verarbeiteter Lebensmittel, regional, saisonal.

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Treibhauseffekt nachgemessen – Verändert sich bei einer CO2-Atmosphäre die Temperatur?

Grundlage des Klimawandels ist der Treibhauseffekt. Ein durch den Menschen verursachter höherer CO2-Anteil in der Atmosphäre sorgt dafür, dass sich die Erde erwärmt. Stark vereinfacht, aber anschaulich, zeigen wir in einer kleinen Kuppel die Auswirkungen von CO2 auf die Temperatur. Geräte: 2 Kunststoffhauben, 2 Scheinwerfer, 2 Temperatursensoren, Kohlenstoffdioxid. Versuchsaufbau und Durchführung: Eine mit Luft und eine mit hohem Kohlenstoffdioxid-Anteil gefüllte Kuppel werden vorbereitet. Beide werden mit Scheinwerfern erhitzt und die Temperatur verfolgt. Es zeigt sich, dass die Innentemperatur der CO2-Kuppel nach gleicher Zeit höher liegt als die der Luft-Kuppel. Lernziel: Das Kohlenstoffdioxid, das sich in Realität in der viele Kilometer starken

Atmosphäre verteilt, liegt hier konzentriert in der Kuppel vor: Der höhere CO2-Anteil hält anschaulich mehr Wärme zurück als es bei Luft der Fall ist – der Treibhauseffekt im kleinen Maßstab.

Energie - was ist das? Spüre und erlebe das elektrische Feld mit dem Van-de-Graaff-Generator!

Immer wieder geht es beim Klimaschutz um Energiefragen. Meist verbrauchen wir zu viel davon oder nutzen wenig nachhaltige Formen. Um der Energie grundsätzlich auf die Schliche zu kommen und ihr Potential zu verdeutlichen, führen wir den Van-de-Graaff-Generator vor: Elektrische Ladung sammelt sich auf der Hohlkugel und entlädt sich deutlich sichtbar bei ausreichender Spannung. Geräte: Van-de-Graaff-Generator, (Konfetti, Luftballons). Versuchsaufbau und Durchführung: Der Van-de-Graaff-Generator wird mit der Kurbel in Bewegung gesetzt, so dass über das rotierende Gummiband Ladungsteilchen in die Hohlkugel transportiert werden (Reibungselektrizität). Sie lädt sich so, mit immer höherer Spannung gegenüber der Umgebung, auf. Entweder entlädt sich die Spannung per Funkenschlag, oder lässt - bei Handkontakt – die Haare zu Berge stehen.Lernziel: Im Van-de-Graaff-Generator erfolgt dieLadungstrennung – anschließend ist für einen kurzen MomentEnergie im Funkenschlag sichtbar. Wird die Ladung der Hohlkugelauf den menschlichen Körper übertragen, stehen die Haare zuBerge. Denn die gleichartige Ladung stößt sich ab und die Haaresuchen größtmögliche Distanz. Diese Effekte tragen dazu bei, dassEnergie erfahrbar wird.

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Wir bauen eine echte Photovoltaik-Solarstromanlage und produzieren Solarstrom!

Dezentrale Energieversorgung spielt bei der Energiewende eine entscheidende Rolle. Es werden lange Leitungswege eingespart und gleichzeitig wird die Unabhängigkeit erhöht – dies ist die Formel für das PV-Experiment. Geräte: 2 Solarmodule, Wechselrichter, Volt- und Ampèremeter, Leuchtmittel, Kabel. Versuchsaufbau und Durchführung: Die PV-Module werden aufgebaut und zur Sonne ausgerichtet. Mittels Wechselrichter kann entweder der Strom daraufhin direkt ins Netz eingespeist werden. Alternativ ist auch der Anschluss von Leuchtmitteln möglich. Volt- und Ampèremeter liefern Messwerte. Lernziel: SchülerInnen erfahren an diesem Experiment, was zur eigenen Stromproduktion benötigt wird: Mit Solarzellen wird Strahlungsenergie in Elektrizität gewandelt, welche darauf eingespeist wird oder Licht erzeugt. Durch diese ‚Heimproduktion‘ von Strom wird im Kleinen nachvollziehbar, wie eine der Erneuerbaren Energien zur Energiewende beiträgt.

Was ist Energie? Wir bauen eine Schallkanone und lassen diese „Arbeit“ verrichten!

Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten. Energie tritt dabei in verschieden Formen, bspw. als Bewegungsenergie auf. Auch Luft kann Bewegungsenergie transportieren. Nur wie sieht man sie? In diesem Experiment bewegen sich Luftteilchen durch den Raum und wir machen sie sichtbar mittels Nebel. Geräte: 1 Plastiktonne, viele Plastikbecher, Nebelmaschine. Versuchsaufbau und Durchführung: Die Plastikbecher werden zu einer Pyramide aufgebaut und die Plastiktonne mittels Nebelmaschine mit Nebel gefüllt. Stößt man nun die Tonne geschickt an, bewegt sich eine Nebelrolle durch die Luft und trifft auf die Pyramide. Lernziel: Effizient ist unsere Schallkanone, wenn sie mit möglichst wenigen Druckstößen die Becherpyramide zu Fall bringt. Die SchülerInnen kommen so dem Begriff Energie auf die Spur und erhalten später ein feineres Gefühl dafür, was es heißt, Energie einzusparen.

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Was ist CO2? Wir lassen CO2 entstehen und löschen damit eine Kerzenflamme!

Als zentrales Treibhausgas ist CO2

Pflanzen benötigen es zur Photosynthese, im Automotor entsteht es bei der Verbrennung von Treibstoffen. Und doch tritt es meist in so geringen Konzentrationen auf, dass es kaum wahrnehmbar ist. Wir stellen zunächst CO2 selbst her und spüren es anschließend mit Hilfe des Experiments, an einer Kerzenflamme auf – auch wenn man Gase nicht immer sieht, so zeigen sie dennoch Wirkung. Geräte: Zitronensäure, Natron, Teelicht, Behältnisse. Versuchsaufbau und Durchführung: In einer Karaffe mit Zitronensäure und Natron wird CO2 hergestellt und in einem weiteren Glas ein Teelicht angezündet.

in aller Munde.

Das CO2 wird nun in das Glas gefüllt und die Flamme beobachtet. Lernziel: Durch das Erlöschen der Flamme wird das unsichtbare Gas sichtbar - die SchülerInnen verstehen, dass CO2 existiert, auch wenn man es nicht sieht.

Was ist Energie? Wir produzieren Energieschaum und lassen ihn auf unserer Hand brennen!

Energie präsentiert sich in vielen Formen: bspw. in Form von Elektrizität, als Bewegungsenergie oder als potentielle Energie. Chemische- und Wärmeenergie sollen im folgenden Experiment eine Rolle spielen. Geräte: 1 Spülmittelflasche, 1 kleine Druckflasche Feuerzeuggas, Wasser, Feuerzeug. Versuchsaufbau und Durchführung: Eine flache Schale wird mit Wasser gefüllt und ein wenig Spülmittel hinzugegeben. Die Druckflasche mit dem Feuerzeuggas wird nun kopfüber in die Schale getaucht und dabei der Füllstützen gegen den Boden gedrückt. Der entstehende Schaum wird anschließend auf die flache Hand des ausgestreckten Arms gelegt und mit dem Feuerzeug entzündet. Lernziel: Auf dem Weg zum sparsamen Umgang mit Energie lernen die SchülerInnen zwei Energieformen und deren Umwandlung kennen.

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Wie wirkt CO2? Wir lassen das Wärmebild einer Flamme mit CO2-Gas verschwinden!

Bekannt ist CO2

Treibhaus-Gas und der damit verbundenen Erwärmung der Erde. Mit CO2 lässt sich aber auch eine Gasflamme löschen. Geräte: Zitronensäure, Natron, Gasbrenner, Wärmebildkamera. Versuchsaufbau und Durchführung: In einer Karaffe mit Zitronensäure und Natron wird CO2 hergestellt und anschließend der Gasbrenner gezündet. Die Wärmebildkamera wird auf die Flamme gerichtet und nun das CO2 langsam auf die Flamme gegossen. Lernziel: CO2 verdrängt die zur Verbrennung nötige Luft und lässt so das Wärmebild der Flamme kleiner werden bzw. verschwinden. Auf

diesem Umweg werden SchülerInnen an das Gas CO2 herangeführt.

häufig durch die Eigenschaft als

Energierundgang durch die Schule – Wie funktioniert die Energieversorgung und was können wir besser machen? Praxisnah das Klima schützen – am besten geht das mit einem kritischen Blick auf die ‚eigenen vier Wände‘. Während des Energierundgangs durch die eigene Schule zeigen wir auf, wo die Energie herkommt, wie sie benutzt wird und an welcher Stelle Potential zur Verbesserung besteht. Geräte: Thermografie-Kamera, Steckdosen-Strommessgeräte, Raumluft-Thermometer, Beleuchtungsmessgeräte, CO2-Messgeräte. Versuchsaufbau und Durchführung: Ein Rundgang führt die SchülerInnen an die entscheidenden Orte in ihrer Schule: die Heizung liefert Wärme, Heizkörper verteilen sie in den Klassenräumen, Leuchtstoffröhren geben Licht ab. An allen Stellen wird mit den vorhandenen Messgeräten gecheckt, wo Energie eingespart werden könnte. Lernziel: Klimaschutz erfolgt am verständlichsten, wenn er das eigene Leben berührt. Der Energierundgang verdeutlicht, was der eigene Beitrag – bzw. der der Schule – zum Klimaschutz sein könnte.

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Quelle: Landesinstitut für Lehrerbildung und Schulentwicklung, Hamburg

Anpassung an den Klimawandel - Am Beispiel der Mehlkäferlarve beobachten und analysieren wir das Verhalten von Insekten.

Für den Menschen bedeutet der Klimawandel mehr Wetterextreme, an die er sich anpassen muss. Und was passiert mit der Tierwelt? Auch hier wird es zu Veränderungen in der Lebenswelt kommen. Geräte: 1 Petrischale, 10 Mehlkäferlarven, 1 schwarze Pappe. Versuchsaufbau und Durchführung: Die Mehlkäferlarven werden in die Petrischale gesetzt. Mit der schwarzen Pappe wird eine Hälfte der Schale abgedunkelt und nun die Reaktion der Larven beobachtet.

Lernziel: Das Ökosystem besteht aus vielen Komponenten - kleine Veränderungen können große Auswirkungen haben. So beeinflussen andere Lichtverhältnisse, bspw. hervorgerufen durch Trockenheit, auch das Verhalten der Insekten. Im Experiment suchen die Larven den Schutz der Dunkelheit. Darüber hinaus verlieren die SchülerInnen ihre Aversion gegen Insekten. Abfall-Trennspiel – Was gehört in welche Tonne? Ein Wurf in die Tonne und entsorgt ist der Müll? Wir schauen genauer hin und finden heraus, wieviel und welchen Müll wir im Alltag produzieren. Wie können wir durch ein kurzes Innehalten einen Beitrag zu einem ressourcenschonenden Umgang mit Müll leisten? Geräte: Müll aus den Mülltonnen der Schule, 3 Trennmülleimer (Rest, Papier und Plastik/Metall). Versuchsaufbau und Durchführung: Die SchülerInnen untersuchen ihren eigenen Müll, der bisher womöglich in einer einzigen Mülltonne landet. Dazu wird Müll aus den Schulmülleimern zusammengetragen und analysiert. Mit den drei neuen Trennmülleimern wird anschließend neu sortiert und so das Recycling erleichtert. Es wird diskutiert, wo sich Müll vermeiden lässt. Lernziel: Ein bewusster Umgang mit dem Abfall im Alltag ist hier das Lernziel – einige kleine Überlegungen im Alltag führen zu Müllvermeidung und Wiederverwertung. Und Ressourcenschonung trägt zum Klimaschutz bei.

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Selfie-Fotoshooting – Ich bin ein Klimaschützer / Ich bin eine Klimaschützerin! Mit Wärmebildkamera und Fotostudio-Equipment.

Damit die Freude nicht zu kurz kommt, wird hier den SchülerInnen die Gelegenheit gegeben, mit der Wärmebildkamera verschiedene Objekte auf ihre Wärmestrahlung hin zu untersuchen. Undichte Fenster und defekte Thermostate werden aufgedeckt und zur Erinnerung abschließend ein Selfie geschossen. Geräte: Wärmebildkamera, normale Kamera mit Selbstauslöser, Zettel, Stifte, Verkleidungen. Versuchsaufbau und Durchführung: SchülerInnen untersuchen ihre Umgebung auf unterschiedliche Wärmequellen. SchülerInnen können ihre eigenen Ansichten und Meinungen zum Thema Klima/Klimawandel/Umwelt aufschreiben und ein Selfie machen. Lernziel: Selbstwirksamkeit der Schüler*innen beim Klimaschutz

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Exkursion Solar-Seminar-Schiff Auch wenn auf dem Gebiet der Energiewende schon viel erreicht ist, fußt ein Großteil der Berliner Wärme- und Stromversorgung noch immer auf Kohle. Diese Ist-Situation erkunden SchülerInnen an Bord des Seminarschiffs und fahren entlang einiger Berliner Kohlekraftwerke. Was sich draußen noch wenig klimafreundlich gestaltet, wird auf dem Schiff selbst schon anders realisiert: Eine Kombination aus Solarzellen und Bioölmotor versorgt das Schiff mit Strom und Wärme. Der Antrieb erfolgt anschließend rein elektrisch. Parallel dazu finden an Bord Workshops und Experiment-Stationen rund um das Thema Klimaschutz statt.

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Impressum Herausgeber Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz Referat III A – Klimaschutz und Klimaanpassung Brückenstraße 6 10179 Berlin www.berlin.de/senuvk/klimaschutz Inhalte und Bearbeitung MUTZ Ingenieurgesellschaft mbH Wattstraße 10 13355 Berlin Bildnachweise Seite 1 - 9: © MUTZ Ingenieurgesellschaft mbH Seite 7: Landesinstitut für Lehrerbildung und Schulentwicklung, Hamburg Seite 9: https://www.seminarschiff.com/galerie/