Mädchen-und-Technik

Beschreibung:

Als Wärmekraft-Maschinen werden alle Maschinen bezeichnet, die Wärme in Arbeit (mechanische Energie, z.B. Bewegungsenergie) umwandeln können. Aus unserem Alltag sind diese Maschinen nicht mehr wegzudenken, denn wir nutzen diese bspw. in Verbrennungsmotoren zur Fortbewegung und Transport in LKWs und PKWs oder zur Stromerzeugung in Dampfturbinen von Kraftwerken.

In einer Dampfmaschine, einer besonderen Ausführung einer Wärmekraft-Maschine wie sie im 19. Jahrhundert für Dampfschiffe und Dampflokomotiven eingesetzt wurde, wird Wärme in Bewegungsenergie umgewandelt. Dabei wird zunächst Wasser in einem beheizten Dampferzeuger verdampft und unter hohen Druck und Temperatur gesetzt. Anschließend wird der Heißdampf in einen Zylinder geleitet und verschiebt dort einen beweglichen Kolben. Über Ventile kann der Dampf so geleitet werden, dass er den Kolben abwechselnd von beiden Seiten bewegt und sich so eine kontinuierliche und gleichförmige Bewegung einstellt.

An unserer Modellanlage einer Dampfmaschine können wir euch den Prozess der Wärme-Kraft-Kopplung dabei anschaulich darstellen und erläutern. Ihr lernt, wie der Prozess funktioniert und welche weiteren technischen Apparate (z.B. Pumpe, Kondensator) erforderlich sind. Ihr sollt auch selbst Prozessparameter wie bspw. die Wärmezufuhr zur Heißdampferzeugung verändern und deren Einfluss auf Temperaturen im Prozess oder die erhaltene Bewegungsenergie beobachten.

Jahrgangsstufe: 7 - 12