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Übung AFB I

Zehn kurze Aufgaben zum Aufwärmen — Einheiten, Formeln, Energiebilanz.

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Aufgabenblock — AFB I

Zehn Standardaufgaben zum Reproduzieren: Formel kennen, Werte einsetzen, ausrechnen. Das sind die sicheren Punkte in jeder Arbeit — hier quer durch das ganze Kapitel „Energie kennenlernen“.

A1
Kilojoule in Joule umrechnen
AFB I

Geben Sie an, wie viele Joule 2,5 kJ sind.

J
Umrechnung: 1 kJ = 1000 J. Setze ein: 2,5 · 1000.
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E = 2,5 kJ = 2,5 · 1000 J = 2500 J
A2
Energie einer Lampe in einer Stunde
AFB I

Eine LED-Lampe hat die Leistung P = 11 W und leuchtet t = 3600 s (eine Stunde) lang. Berechnen Sie die abgegebene Energie in Kilojoule.

kJ
Energie aus Leistung und Zeit: E = P · t. Setze ein: 11 W · 3600 s = 39 600 J.
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E = P · t = 11 W · 3600 s = 39 600 J = 39,6 kJ = 39,6 kJ
A3
Energieform erkennen
AFB I

Die Energieformen sind nummeriert: 1 Bewegungsenergie, 2 Lageenergie, 3 Spannenergie, 4 chemische Energie, 5 thermische Energie. Ordnen Sie einem gespannten Gummiband die passende Nummer zu.

(Nummer)
Merksatz: Was verformt gespeichert ist, trägt Spannenergie. Setze ein: gespanntes Gummiband → Spannenergie.
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Ein gespanntes Gummiband speichert Spannenergie, also Nummer = 3
A4
Brennwert aus einer Tabelle entnehmen
AFB I

Brennwerte je 100 g: Apfel 220 kJ, Banane 390 kJ, Vollmilchschokolade 2300 kJ. Lesen Sie den Brennwert von 100 g Vollmilchschokolade ab.

kJ
Ablesen: Zeile „Vollmilchschokolade“ suchen. Setze ein: Vollmilchschokolade → 2300 kJ je 100 g.
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In der Tabelle steht für 100 g Vollmilchschokolade = 2300 kJ
A5
Energiestrom eines Geräts
AFB I

Ein Gerät gibt in t = 20 s die Energie E = 6000 J ab. Bestimmen Sie den Energiestrom (die Leistung).

W
Energiestrom: P = E / t. Setze ein: 6000 J : 20 s.
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P = E / t = 6000 J : 20 s = 300 W (1 W = 1 J/s)
A6
Kilowattstunde in Megajoule
AFB I

Nennen Sie, wie vielen Megajoule 1 kWh entspricht.

MJ
Merkwert: 1 kWh = 3,6 MJ. Setze ein: 1 kWh = 1000 W · 3600 s = 3 600 000 J.
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1 kWh = 1000 W · 3600 s = 3 600 000 J = 3,6 MJ
A7
Betriebsdauer aus der Energie
AFB I

Ein Motor mit der Leistung P = 600 W hat die Energie E = 180 kJ aufgenommen. Lösen Sie die Gleichung E = P · t nach der Zeit t auf und geben Sie t in Sekunden an.

s
Umstellen: E = P · t → t = E / P. Setze ein: 180 000 J : 600 W.
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t = E / P = 180 000 J : 600 W = 300 s
A8
Pfeilbreite im Energieflussdiagramm
AFB I

Ein Gerät bekommt 500 J zugeführt und gibt 120 J nutzbar ab. Im Energieflussdiagramm gilt der Maßstab 10 J = 1 mm. Zeichnen Sie den Abwärmepfeil ein: Wie breit muss er sein?

mm
Energiebilanz und Maßstab: E(Abwärme) = E(zugeführt) − E(nutzbar). Setze ein: 500 J − 120 J = 380 J; 380 J : 10 J/mm.
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E(Abwärme) = 500 J − 120 J = 380 J; Breite = 380 J : 10 J/mm = 38 mm
A9
Energieübertragungskette der Taschenlampe
AFB I

Erstellen Sie im Heft die Energieübertragungskette einer Taschenlampe (Batterie – Lämpchen – Licht) und geben Sie an, wie viele verschiedene Energieformen darin vorkommen.

Energieformen
Kette: chemische Energie → elektrische Energie → Strahlungsenergie. Setze ein: drei Glieder, zwei Pfeile.
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chemische Energie → elektrische Energie → Strahlungsenergie, also = 3 Energieformen
A10
Energiebilanz eines Motors
AFB I

Einem Motor werden 250 J zugeführt, 180 J gehen als Abwärme verloren. Stellen Sie die Energiebilanz dar und geben Sie die nutzbare Energie an.

J
Energiebilanz: E(zugeführt) = E(nutzbar) + E(Abwärme). Setze ein: 250 J = E(nutzbar) + 180 J.
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E(nutzbar) = 250 J − 180 J = 70 J