Entropie ENTROPIE Bezug zu den Bildungsstandards Die physikalische Größe Entropie Didaktische Überlegungen Ein Unterrichtsgang zur Entropie
Bildungsstandards 9 /10 ENTROPIE Grundlegende physikalische Größen Die Schülerinnen und Schüler kennen technische Möglichkeiten zum „Energiesparen“ und zur Reduzierung von „Entropieerzeugung“. ENTROPIE Inhalte Entropie (Entropieerzeugung) Strukturen und Analogie Inhalte Beschreibung von thermischen Energietransporten
Die Größe Entropie ENTROPIE Die Entropie ist ein Maß für die Nichtverfügbarkeit von Energie Die thermodynamische Entropie dS = dQ / T Die statistische Entropie S = k ∙ ln P
Didaktische Überlegungen ENTROPIE Der statistisch eingeführte Entropiebegriff ist für die Mittelstufe zu abstrakt. Der thermodynamische Zugang benötigt keine zusätzlichen Modellannahmen. Der Begriff „Wärme“ kann durch „thermische Energie“ ersetzt werden.
Ein Unterrichtsgang ENTROPIE Eine Temperaturdifferenz treibt ein Thermokraftwerk an.
Ein Unterrichtsgang ENTROPIE Durch das Anschließen einer Batterie wird das Thermoelement zu einer Wärmepumpe
Ein Unterrichtsgang ENTROPIE Energie fließt vom Netzgerät zur Wärmepumpe und zum Thermokraftwerk
Ein Unterrichtsgang ENTROPIE Das, was durch das Thermokraftwerk hindurchströmt und thermische Energie transportiert, nennt man Entropie
Ein Unterrichtsgang ENTROPIE Ein Tauchsieder erhitzt Wasser. Alltagssprache: Wärme wird erzeugt. Entropie wird erzeugt.
Ein Unterrichtsgang ENTROPIE Ein Tauchgefrierer kühlt Wasser ab. ??? Es gibt kein Gerät, das nur durch Abkühlen Energie aufnimmt und umwandelt. (Inhalt 2. HS) Entropie kann erzeugt, jedoch nicht vernichtet werden.
Ein Unterrichtsgang ENTROPIE Reversible Prozesse: keine Entropieerzeugung Irreversible Prozesse: Entropieerzeugung Die Zeit läuft in die Richtung, in der Entropie erzeugt wird. Die beiden Bilder sind zeitlich falsch geordnet: aufwärtsbrennende Kerzen gibt es nicht!