Big Bang 3, Schulbuch

124 A24  Solarzellen haben eine relativ geringe Leistung pro Quadrat- meter. Im Schnitt über das Jahr sind es 25 bis 30W/m 2 (siehe A23 ). Dabei sind auch die Nächte und schlechtes Wetter inkludiert. Aber selbst unter besten Bedingungen untertags (wolkenlos und senkrecht einstrahlende Sonne) kommt man nur auf etwa 200W/m 2 . Bei vier Quadratmetern Solarzelle macht das in Summe 800W. Das klingt viel, es sind aber nur 0,8 kW oder rund 1 PS. Das ist kaum mehr, als der „Benz Patent-Motorwagen Nummer 1“ hatte ( B 19.1, S. 29 ). Deshalb müssen die Autos seeehr leicht und seeehr windschlüpfrig sein. A25  Ein Generator besteht aus denselben Komponenten wie ein Elektromotor und ist im Prinzip dessen Umkehrung (siehe Kap. 25.4, S. 90 ). Ein Motor wandelt elektrische Energie in Bewe- gungsenergie um, ein Generator wandelt Bewegungsenergie in Strom um. Beim Bremsen von Elektroautos arbeitet der Motor als Generator. Er bremst die Bewegung des Autos, und dabei wird auch noch zusätzlich Strom erzeugt, mit dem man die Akkus wieder aufladen kann. Eine geniale Sache. A26  Das Sonnenlicht wird bei drei Türmen gesammelt, den so genannten Solartürmen. Mit der Hitze wird Wasser verdampft, das wiederum eine Turbine mit einem Generator antreibt. Die Sonnene- nergie wird also nicht wie bei einer Solarzelle direkt in Strom umgewandelt, sondern zuerst in Wärme, dann in Bewegung und dann erst in elektrische Energie. Kapitel 25 A9  Wenn man weißes Licht aufspaltet, erhält man ein Spektrum mit allen Farben (siehe B 25.33, S. 92 ). Das bedeutet umgekehrt, dass beim Vereinigen aller Farben wieder weiß herauskommt. Aber man braucht nicht einmal das ganze Spektrum dazu. Wenn ein rotes, ein grünes und ein blaues Licht gleichzeitig leuchten ( B 25.6, S. 86 ), hast du aus einiger Entfernung den Eindruck von weißem Licht (siehe auch A26, S. 92 ). Das liegt daran, dass es in deiner Netzhaut für das Farbsehen drei Typen von Zäpfchen gibt, die jeweils auf eine dieser Farben ansprechen. Wenn an einer Stelle der Netzhaut alle drei Typen gereizt werden, dann empfindest du das als weiß. Das nutzt man bei Fernsehern und Monitoren aus, beim Handydisplay und bei Video Walls ( B 29.37 ). Deren Schirme bestehen aus hunderttausenden roten, grünen und blauen Leuchtpunkten. Diese sind so winzig, dass du sie einzeln kaum wahrnehmen kannst. Man kann diese Punkte aber nicht nur ein- oder ausschalten, sondern auch ihre Helligkeit verändern. Auf diese Weise kannst du jede beliebige Farbe erzeugen. A19  Leistung ist Arbeit pro Zeit, also P  = W / t . Wenn du auf beiden Seiten multiplizierst, erhältst du P · t  = W . Eine Kilowattstunde ist also Leistung mal Zeit und entspricht der Arbeit, die der Strom in dieser Stunde verrichtet. A20  Die Spannung im Haushaltsnetz beträgt 230V ( Kap. 23.5, S. 74 ). Wenn ein Gerät zum Beispiel eine Leistung von 230W hat, dann fließt durch dieses ein Strom von 1 A, weil 230W = 230 V · 1 A. Eine Videowall besteht aus unzählbar vielen LEDs in den Farben Rot, Grün und Blau, die in verschiedenen Helligkeiten leuchten. Wo es weiß ist, leuchten alle drei Farben mit maximaler Helligkeit. B 29.37 A22  Eine Person kann auf Dauer eine Leistung von 100W abgeben. Ein Elektrobackrohr hat wiederum eine Leistung von 3000W. Daher müssen 30 Personen auf den Fahrrädern strampeln ( B 16.24, S. 11 ). A23 b) 1 kWh sind 1000Wh. Daraus folgt, dass 1Wh = 1/1000 kW ist. Die auf dem Akku angegebenen 49Wh sind daher 49/1000 kWh = 0,049 kWh. c) 0,049 kWh · 20 Cent/kWh = 0,98Cent ≈ 1 Cent. Einen Laptopakku aufzuladen, ist mit 1 Cent also seeehr günstig. A24  Bei Ausdauerleistungen gehen 75% der Energie in Form von Wärme verloren. Wenn du eine Leistung von 100W abgibst, dann muss deine „innere Leistung“ viermal so groß sein, also 400W. 300W gehen verloren, 100W gibt dein Körper ab. A25  Selbst bei einem Laptop kostet eine frische Ladung nur etwa 1 Cent. Die Akkus von Handys sind um ein Vielfaches kleiner und das Aufladen daher noch wesentlich billiger. Einen Mitarbeiter deswegen zu entlassen, ist lächerlich! Offensichtlich suchte der Arbeitgeber bloß einen Vorwand! A26 a) siehe Lösungsteil zu A9 , linke Spalte b) Weiße Objekte sehen im Licht beider Lampen gleich aus, farbige Objekte aber nicht immer. Warum? Gegenstände leuchten nicht von selbst, sondern sie reflektieren bestimmte Farben. Nimm an, ein Gegenstand reflektiert alle Farben wie in B 29.38 oben. Wenn er mit einer Glühbirne beleuchtet wird, sendet er daher auch alle diese Farben aus. Bei der Kompaktleuchtstofflampe fehlt aber ein großer Teil des Spektrums, und der Gegenstand kann daher auch nur diesen kleinen Teil reflektieren. Weil sich der Farbeindruck aus der Summe aller Farben ergibt, leuchtet der Gegenstand unter einer Kompakt- leuchtstoffröhre in einer etwas anderen Farbe, und das empfinden manche Menschen als unangenehm. A27  Die Tröpfchen wirken wie kleine Lupen und vergrößern das Display mit den Farbzellen (Pixeln) darunter. Du kannst vor allem rechts im weißen Bereich deutlich die Farbzellen Rot, Grün und Blau erkennen. Im blauen Bereich leuchten natürlich nur die blauen Zellen. A28  Wenn zwei Stoffe mit unterschiedlich starker Wärmeaus- dehnung miteinander verbunden sind (etwa Papier und Alufolie beim Kaugummipapier) krümmen sie sich bei Temperaturverände­ rungen ( B 29.39 ). Diesen Effekt nutzt man zum Beispiel beim Bügeleisen ( B 25.16 ) und beim Toaster aus ( B 25.17; beide S. 89 ). A30  Nein, da ist nichts dran! Mikrowellen bringen die Moleküle zum Zittern, und wenn man den Herd ausschaltet, dann hat man warme Speisen. Aus, Maus! Es bleibt keine schädliche Strahlung in den Speisen zurück, die noch danach, ähnlich wie Radioaktivität, wirksam ist. Allerdings: Im gekauften Mikrowellenessen sind oft nicht besonders gesunde Stoffe enthalten. Auf Dauer ist das natürlich nicht wahnsinnig gesund, aber das kannst du nicht der Erwärmungsmethode in die Schuhe schieben. Auch Pflanzen gehen nicht ein, wenn man sie mit Wasser gießt, das vorher in der Mikrowelle war, auch wenn man das immer wieder lesen kann. Es bleibt ja von den Mikrowellen nichts im Wasser zurück. B 29.38 B 29.39 Lösungen Kapitel 24–25 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv