Physik verstehen 3, Schulbuch

46 1 Wärmekraftmaschinen mit Dampfkraft Physik verstehen in der Technik 1. Wie lautet das Prinzip der Wärmekraftmaschinen? Wärmekraftmaschinen wandeln Wärmeenergie in Bewegungsenergie um. Dabei erzeugen sie durch Verbrennung von Holz, Kohle, Benzin oder anderen Brennstoffen heiße Gase. Diese dehnen sich aus und setzen einen Kolben oder ein Schaufelrad („Turbine“) in Bewegung. Prinzip der Wärmekraftmaschinen: • Wärme wird durch Verbrennung erzeugt. • Dabei entstehen heiße Gase, die sich ausdehnen. • Die Ausdehnung der Gase wird in Bewegung eines Kolbens oder einer Turbine umgewandelt. V1  Die Dampfkanone  E1 Fülle ein einseitig offenes Kupfer- rohr zu ​  1  _ 4 ​mit Wasser. Verschließe das Rohr fest mit einem Gummi­ stopfen, fixiere es und erhitze das Wasser in der Brennerflamme. Ist der Dampfdruck groß genug, wird der Stopfen weggeschleudert. Achtung! Nicht in der Schusslinie stehen! 46.1 Bei diesem Dampfboot erzeugt der austretende Dampf einen Rückstoß. 46.2 Im Motor eines Autos entstehen heiße Abgase, die Kolben zum Bewegen bringen. 2. Was waren die Anfänge der Nutzung der Dampfkraft? Um 50 n. Chr. baute Heron von Alexandria (  Seite 6) die „Aeolipile“ – einen Apparat, der sich durch ausströmenden Dampf drehen konnte (Abb. 46.3). Die erste Kolbendampfmaschine wurde von Denis Papin (1647–1712,   Seite 6) im Jahr 1690 gebaut. Der erzeugte Wasserdampf bewegt einen Kolben. Durch Abkühlung des Dampfes konnte der Luftdruck den Kolben wieder zurückbewegen (Abb. 46.4). V2  Der bewegte Kolben  E1 Fülle einen Rundkolben zur Hälfte mit Wasser und setze einen Stopfen mit Spritzenkanüle auf, an der eine Spritze angesetzt ist. Erhitze das Wasser. Der erzeugte Dampf bewegt den Spritzenkolben nach oben. Kühlst du den Rundkol- ben in kaltem Wasser ab, bewegt sich der Spritzenkolben wieder nach unten. 46.3 Die Aeolipile 46.4 Papins Druckzylinder  Arbeitsheft-Seite 24 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv