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Anwendung: Dämmung, Wärmebild und die Anomalie des Wassers

Zehn Übungen zu Dämmung, Wärmebild und der Anomalie des Wassers — vom Sortieren bis zur Amortisationsrechnung.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Wie Dämmung wirklich wirkt
AFB I

Welche Aussagen über Dämmstoffe und Wärmebilder sind richtig? Drei sind es.

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
„Kälte“ wird nie transportiert — gedämmt wird der Energiestrom von innen nach außen. Die Kamera sieht nur die Infrarotstrahlung der Oberfläche, und bei der Doppelverglasung dämmt die Gasschicht zwischen den Scheiben, nicht das gut leitende Glas.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen rund um Eis, Wasser und zugefrorene Seen.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Alles folgt aus einem Satz: Wasser ist bei 4 °C am dichtesten, darunter wieder leichter.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Dämmstoffe enthalten viele kleine , in denen eingeschlossen ist. Eine Stelle, an der die Wärme an der Dämmung vorbeiströmt, heißt . Eine Wärmebildkamera macht die der Oberflächen sichtbar. Am dichtesten ist Wasser bei .

Ein Vakuum dämmt zwar hervorragend, steckt aber nicht in Styropor oder Mineralwolle — dort arbeitet eingeschlossene Luft.
A4
Dämmung, Wärmebrücke oder Anomalie?
AFB I

Ordne jede Karte dem Phänomen zu, zu dem sie gehört.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Gute Dämmung
2Wärmebrücke
3Anomalie des Wassers
Dämmung bremst den Energiestrom, eine Wärmebrücke führt ihn daran vorbei — die Anomalie dagegen ist eine Eigenschaft des Wassers selbst.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Durch ein ungedämmtes Dach strömen in einer Stunde 20,9 MJ nach außen. Mit dieser Energie könnte man Wasser um 50 K erwärmen (c = 4180 J/(kg·K)). Berechne die Wassermasse.

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Aus Q = c · m · ΔT folgt m = Q : (c · ΔT) = 20 900 000 J : (4180 · 50) J/kg = 100 kg. Kopfrechen-Trick: c · ΔT = 4180 · 50 = 209 000, und 20,9 Mio. : 209 000 sind glatt 100.
A6
So friert ein See zu
AFB II

Bringe die Vorgänge im Herbst und Winter in die richtige Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Die Oberfläche kühlt ab, das kältere Wasser wird dichter und sinkt nach unten.
2Der See ist durchmischt: überall stehen 4 °C.
3Weiter abgekühltes Oberflächenwasser wird nun leichter und bleibt oben liegen.
4Die Oberfläche erreicht 0 °C, eine Eisschicht bildet sich.
5Das Eis schwimmt und dämmt; am Grund bleiben rund 4 °C.
Am häufigsten rutscht Schritt 3: Viele erwarten, dass kälteres Wasser immer absinkt — unterhalb von 4 °C gilt das nicht mehr.
A7
Rechenkette
AFB II

Ein Haus verbrauchte vor der Dämmung 25 000 kWh Heizenergie im Jahr, danach nur noch 10 000 kWh. Eine Kilowattstunde kostet 12 ct, die Dämmung kostete 27 000 €.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Wie viel Heizenergie spart die Dämmung pro Jahr? kWh
  2. Wie viel Geld spart das pro Jahr? €
  3. Nach wie vielen Jahren ist die Dämmung bezahlt? Jahre
  4. Wie viel Prozent des alten Verbrauchs bleiben übrig? %
Eine Dämmung rechnet sich nicht sofort, aber dauerhaft: Nach der Amortisation ist jede gesparte Kilowattstunde reiner Gewinn.
A8
Bauteil und Begründung
AFB II

Verbinde jedes Bauteil mit der Erklärung, die zu ihm gehört.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Frage dich bei jedem Bauteil nur: Bremst es den Energiestrom, lässt es ihn durch oder macht es ihn sichtbar?
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Der Klassiker ist die „eingesperrte Kälte“: Gedämmt wird immer der Energiestrom, nie ein Kältestrom.
A10
Mehr oder weniger Energieverlust?
AFB III

An einem Haus wird jeweils eine Sache verändert. Schätze für jede Zeile ein, was passiert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = viel kleiner, 2 = etwas kleiner, 3 = bleibt gleich, 4 = etwas größer, 5 = viel größer. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = viel kleiner5 = viel größer
Die Außenwand wird neu gestrichen, die Dämmung bleibt unverändert.
Ein Fenster wird den ganzen Winter über dauerhaft gekippt.
Vor dem einfach verglasten Fenster wird nachts der Rollladen geschlossen.
Auf die ungedämmte Außenwand kommen 20 cm Mineralwolle.
Die Raumtemperatur wird von 20 °C auf 23 °C erhöht.
Der Energiestrom hängt am Temperaturunterschied und an der Dämmwirkung: Ein gekipptes Fenster oder fehlende Dämmung wirkt viel stärker als drei Grad mehr Raumtemperatur. Überlegen schlägt hier jedes Rechnen.