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ISBN 978-985-525-264-2.
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ISBN 978-985-525-264-2 ..,
.., 2009
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1. Der Wald stirbt
Europa droht die größte Umweltkatastrophe seiner Geschichte. Der Wald stirbt. In der Bundesrepublik sind bereits mehrere hunderttausend Hektar Wald krank. Jedes Jahr vermehren sich die Schäden, jedes Jahr findet man mehr Bäume, die schon völlig abgestorben sind. In einigen Teilen des Schwarzwaldes sind nur noch 10 % der Bäume gesund.
Was ist die Ursache dieser Krankheit? Noch gibt es auf diese Frage keine ganz klare Antwort. Aber mit großer Wahrscheinlichkeit ist die Hauptursache die Verschmutzung der Luft, vor allem die Verschmutzung durch Schwefeldioxid und Stickoxide. Besonders die Mischung beider Stoffe scheint ein gefährliches Pflanzengift zu sein. Ein großer Teil des SO2 löst sich im Regenwasser und bildet Schwefelsäure. Der saure Regen gelangt in den Boden und schädigt dort auch die Wurzeln der Bäume.
Seit vielen Jahren nimmt das SO2 in der Luft zu. Wir wissen auch warum. Noch immer gewinnen wir den größten Teil der elektrischen Energie aus der Verbrennung von Kohle. Die Kohlekraftwerke setzen jährlich viele Tausend Tonnen von Schwefeldioxid frei. Dazu kommen die Abgase des Straßenverkehrs, der Heizungen und der Industrie.
Die Gefahr der Luftverschmutzung durch SO2 ist ein Internationales Problem. 50 % dieser Schadstoffe in der Luft kommen aus den Nachbarländern Frankreich und Belgien, aus der ehemaligen DDR und der Tschechoslowakei; aber auch die Bundesrepublik exportiert etwa 50 % ihrer Produktion.
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Es hat sehr lange gedauert, bis die Politiker aktiv wurden. Jetzt ist es fast zu spät. Denn jede Maßnahme zur Verringerung des SO2 in der Luft wirkt erst nach einigen Jahren.
Aber Maßnahmen sind jetzt dringend nötig, auch wenn sie teuer sind:
1. Die Abgase der Kohlekraftwerke müssen durch Filteranlagen geleitet werden, welche das SO2 auswaschen. Eine solche Anlage ist fast so groß wie eine kleine chemische Fabrik.
2. Kohle und Öl müssen nach und nach durch andere Energiequellen ersetzt werden. Dabei wird die Kernkraft trotz ihrer Risiken wahrscheinlich eine wichtige Rolle spielen.
3. Alle Staaten Europas, auch die Staaten des Ostblocks, müssen die gleichen Maßnahmen treffen. Sie müssen trotz ihrer Gegensätze auf dem Gebiet des Umweltschutzes zusammenarbeiten. Nur so läßt sich die Katastrophe des Waldsterbens vielleicht noch verhindern.
1. Schreiben Sie bitte mit Hilfe des Textes die folgenden Sätze zu Ende.
1. Wegen der starken Verschmutzung der Luft...
2. Bei der Bildung von Stickoxiden und Schwefeldioxid...
3. Wegen der Schädigung der Wurzeln...
4. Bei der Gewinnung von elektrischer Energie aus Kohle...
5. Bei der Verbrennung schwefelhaltiger Kohle...
6. Durch Freisetzung vieler Tausend Tonnen SO2...
7. Bei der Bildung von Schwefelsäure im Regenwasser...
8. Durch gründliches Filtern der Abgase...
9. Durch Verwendung anderer Energieträger...
2. Kennen Sie die fehlenden Wörter?
| Adjektiv | Verb | Substantiv |
| Krank | Krankheit | |
| Gesund | ||
| Groß | ||
| (aus)trocknen | ||
| sich lösen | ||
| schädigen | ||
| Verbrennung | ||
| ersetzen |
Wenn Sie ein Wort nicht finden, dann fragen Sie Ihre Kollegen/Kolleginnen. Wenn die auch nicht helfen können, dann tut es vielleicht das Wörterbuch.
3. Was muß alles getan werden, damit unsere Umwelt nicht kaputtgeht?
Beispiel
 Abgase durch Filteranlagen leiten
Die Abgase müssen durch Filteranlagen geleitet werden.
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Bitte machen Sie nun weiter.
1. Kohle und Öl durch andere Energiequellen ersetzen.
2. Kernkraft einsetzen.
3. Gleiche Maßnahmen in allen Staaten treffen.
4. Auf dem Gebiet des Umweltschutzes zusammenarbeiten.
5. Die Katastrophe des Waldsterbens verhindern.
2. Unsere Welt im Jahr 2020
Die Welt des Jahres 2020 wird sich von der heutigen in wichtigen Punkten unterscheiden. Auf ihr werden mehr Menschen leben. Wo 2000 zwei Menschen auf der Erde lebten, werden es im Jahre 2020 drei sein. Vier Fünftel der Bevölkerung werden in den unterentwickelten Regionen zu Hause sein. Die Ressourcen der Welt werden knapper werden. Während 1995 im Durchschnitt pro Kopf etwa vier Fünftel Hektar Ackerland zur Verfügung standen, wird es im Jahr 2020 nur noch etwa ein halber Hektar sein. Im Zeitraum von 1995 bis 2020 werden die Rohölressourcen pro Kopf voraussichtlich um mindestens 50 % abnehmen. Im gleichen Zeitraum werden sich die vorhandenen Wasservorräte allein auf Grund des Bevölkerungswachstums pro Person um 35 % verringern.
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Die Umwelt wird wichtige Fähigkeiten zur Erhaltung von Leben verloren haben. Bis zum Jahr 2020 werden 40 % der Wälder, die im Jahr 1995 in den unterentwickelten Ländern noch vorhanden waren, vernichtet sein. Diese Vernichtung der Wälder wiederum beschleunigt die Erosion des Weide- und Ackerlandes und damit die Ausdehnung der Wüsten. In etwas mehr als zwei Jahrzehnten werden 1520 % aller Pflanzen- und Tierarten auf der Erde ausgestorben sein. Das bedeutet einen Verlust von mindestens 500 000 Arten.
Die Folgen dieser Entwicklung für die Weltbevölkerung sind bedrohlich. Es wird immer schwieriger, genügend Nahrungsmittel zu erzeugen und Energie zu gewinen. Die Preise werden steigen, die Nahrungsmittelpreise real um 100 %, die Energiepreise um 150 %. Dadurch wird sich wie derum die Zahl der Armen und Hungern den vergrößern.
Vergrößern werden sich ebenfalls die Unterschiede zwischen den reichsten und den ärmsten Völkern. Auch innerhalb der einzelnen Länder werden die starken Ungleichheiten wahrscheinlich fortbestehen. Der Kampf gegen Hunger, Armut und Ungleichheit ist schwierig. Es gibt jedoch Grund zur Hoffnung. In manchen Gebieten werden Wälder neu angepflanzt. Einige Ländern versuchen mit Erfolg, Bodenverluste und Wüstenausdehnung zu verringern. Man hat gelernt, Energie zu sparen. Allmählich versteht man auch in den armen Ländern, daß Familienplanung notwendig ist. Diese Entwicklungen sind ermutigend, aber sie reichen bei weitem noch nicht aus.
Die moderne Technik und die moderne Naturwissenschaft waren die Ursachen der Fortschritte der Menschheit in den letzten zweihundert Jahren. Die Technik ist aber auch eine der Ursachen der Probleme unserer Zeit. Nun steht die Menschheit vor der Aufgabe, diese Probleme zu lösen. Abermals muß sie sich dabei ihrer wirksamsten Werkzeuge bedienen, der modernen Naturwissenschaft und Technik.
1. Steht das im Text?
| Ja | Nein | |
| 1. Im Jahr 2020 werden 50 % mehr Menschen auf der Erde leben. | ||
| 2. Die Mehrheit der Bevölkerung wird in hochindustrialisierten Gebieten leben. | ||
| 3. Im Jahr 2020 steht jedem Menschen durchschnittlich nur noch etwas mehr als die Hälfte an Ackerland zur Verfügung. | ||
| 4. Die Vernichtung der Wälder hat zur Folge, daß Ackerland in immer geringerem Maße ertragreich genutzt werden kann. | ||
| 5. Der Bestand an Tieren und Pflanzen wird sich in über 20 Jahren um 500 000 verringern. | ||
| 6. Während die Preise für Nahrungsmittel um 100 % steigen, liegt der Anstieg bei Energiepreisen bei 150 %. | ||
| 7. Die Unterschiede zwischen reichen und armen Völkern werden gleich bleiben. | ||
| 8. In jedem einzelnen Land herrschen starke Ungleichheiten, die auch in Zukunft wahrscheinlich nicht beseitigt werden können. | ||
| 9. Die Lage ist insofern nicht hoffnungslos, als manche Länder sich den Problemen nicht verschließen. | ||
| 10. Mit Hilfe von Technik und Naturwissenschaft ist es möglich, die durch Technik und Naturwissenschaften entstandenen Probleme wieder zu lösen. |
2. Welche Verben bezeichnen ein Mehr, welche ein Weniger? Ordnen Sie bitte.
| schrumpfen | zunehmen | ansteigen |
| Sinken | wachsen | sich verringern |
| Steigen | abnehmen | sich reduzieren |
| Fallen | anwachsen | sich erhöhen |
3. Setzen Sie nun bitte die obigen Verben in den folgenden Text ein.
Die Zahl der auf der Erde lebenden Menschen wird bis zum Jahr 2020 um 50 %.... Die Fläche des anbaufähigen Landes aber wird sich um ca. 35 %..., und die Rohölressourcen werden pro Person um 50 %.... Der Waldbestand.... Der Anteil von Wüstengebieten wird.... Die Zahl der Tier- und Pflanzenarten wird.... Die Preise werden nicht..., sondern.... Langsam aber... das Verständnis für die Probleme. Deshalb kann man hoffen, daß diese Probleme nicht weiter..., sondern sich mehr und mehr....
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4. Wie heißen die Substantive zu den folgenden Verben?
| steigen | sinken | aussterben |
| sich verringern | fallen | ausdehnen |
| abnehmen | sich erhöhen | sich vergrößern |
| schrumpfen | wachsen | fortbestehen |
| ansteigen | anwachsen | sich stabilisieren |
| zunehmen | sich reduzieren | lösen |
3. Heizt sich die Atmosphäre auf?
Das Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre nimmt zu. Im Jahre 20l0 wird die Luft 30 % mehr CO2 enthalten als 1860.
Wie erklärt sich die Zunahme des CO2 in der Luft? Gegenwärtig gewinnen wir mehr als 90 % unserer Energie aus natürlichen Brennstoffen, aus Kohls, Öl und Erdgas. Das Kohlendioxid ist das Produkt aus der Verbrennung dieser Stoffe. Insgesamt werden zur Zeit 20 Milliarden Tonnen jährlich in die Atmosphäre abgegeben. Deshalb steigt auch der Kohlendioxidgehalt der Luft um etwa 0,2 % pro Jahr an.
Geringe Mengen von CO2 sind nicht gefährlich. Im Gegenteil. Ohne Kohlendioxid in der Luft gäbe es keine Pflanzen und ohne Pflanzen keine Nahrungsmittel für Tiere und Mensehen. Dennoch bedeutet die Zunahme des CO2 in der Atmosphäre eine Gefahr.
Das CO2 hat nämlich besondere Eigenschaften. Es ist unsichtbar, das bedeutet, daß die Strahlen des sichtbaren Lichts das CO2 vollständig durchdringen. Infrarot oder Wärmestrahlen dagegen werden vom Kohlendioxid absorbiert.
Nehmen wir an, in der Atmosphäre befindet sich eine größere Menge von CO2. Das Sonnenlicht durchdringt die Atmosphäre und fällt auf die Erdoberfläche. Die Energie des Lichts wird von der Erde aufgenommen und in Wärmeenergie umgewandelt. Wir wissen alle, daß Steine, die in der Sonne liegen, warm werden. Langsam gibt die Erde die Wärme als infrarote Strahlung wieder ab. Diese kann aber das CO2 in der Atmosphäre nicht durchdringen. Das CO2 erhitzt sich und damit auch die Luft. Die Atmosphäre wird also um so wärmer, je größer ihr Gehalt an Kohlendioxid ist.
Diese Erwärmung, so gering sie auch scheinen mag, kann zu deutlichen Klimaveränderungen führen. Schon um die Mitte des 21. Jahrhunderts könnte sich die Temperatur der Erdatmosphäre um zwei bis drei Grad, an den Polen sogar um fünf bis zehn Grad Celsius erhöht haben. Dies würde nicht nur bedeuten, daß sich die Wüstengebiete ausdehnen, auch die Eismassen an den Polen würden zu schmelzen beginnen. Die Oberfläche der Ozeane würde dann um fünf bis sechs Meter steigen und das Meer tief in das Land eindringen. Das wäre das Ende der meisten Küstenstädte der Welt.
1. Steht das im Text?
| Ja | Nein | |
| 1. Bezogen auf einen Zeitraum von 140 Jahren beträgt der Anstieg des Anstieg des Kohlendioxidgehalts der Luft 30 % | ||
| 2. Den größten Teil unserer Energie gewinnen wir aus natürlichen Brennstoffen. | ||
| 3. Der Anstieg des Kohlendioxidgehalts der Luft ist eine Folge der Verbrennung natürlicher Brennstoffe. | ||
| 4. Bereits kleine Mengen von CO2 in der Atmosphäre sind eine Gefahr für Pflanzen, Tiere und Menschen. | ||
| 5. Das sichtbare Licht wird vom CO2 absorbien. | ||
| 6. Wärmestrahlen können das CO2 vollständig durchdringen | ||
| 7. Die Energie des Sonnenlichts wird auf der Erde in Wärmeenergie umgewandelt. | ||
| 8. Wärmeenergie wird von der Erde in Form infraroter Strahlung absorbien. | ||
| 9. Durch eine Erwärmung des CO2 in der Atmosphäre kommt es auch zu einer Erhöhung der Lufttemperatur. |
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2. Ergänzen Sie bitte.
Welche Erklärung gibt es dafür, dass das... in der... zunimmt? Zur Zeit erhalten wir über 90 % unserer... aus natürlichen.... Wenn diese... verbrannt werden, entsteht.... Gegenwärtig werden pro Jahr 20 Milliarden Tonnen... in die... abgegeben. Daher nimmt der... der Luft jedes Jahr um ungefähr 0,2 % zu.
4. Strom aus Sonnenlicht
Der Ölpreis hat sich in den letzten Jahren vervielfacht. Diese Verteuerung der Energie traf nicht allein die Industriestaaten, sondern vor allem die ärmsten Länder der Dritten Welt. Da jedoch die meisten dieser Länder in den heißen Zonen der Erde liegen, waren in erster Linie sie in der Lage, eine Energiequelle zu nutzen, die mehr Energie liefert als alles Öl der Welt zusammen, nämlich die Sonne.
Im Frühjahr 1981 nahm das erste Sonnenkraftwerk der Welt seinen Betrieb auf. Es wurde von der Europäischen Gemeinschaft auf Sizilien gebaut und trägt den Namen EURELIOS. Wie ist es möglich, elektrische Energie aus Sonnenlicht zu gewinnen? Die Abbildung zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Sonnenkraftwerks. Es besteht aus einem Turm (T) mit einem wassergefüllten Kessel (K), aus einer Reihe von Spiegeln (S), einer Turbine (Tb) und einem Generator (G). Die Spiegel sind so gewölbt, daß ihre Brennpunkte alle auf dem Kessel liegen.
Das Sonnenlicht fällt also auf die Spiegel und wird von diesen auf den Kessel fokussiert. Das Wasser erhitzt sich und verdampft; der Dampf strömt durch die Turbine, die wiederum den Generator antreibt. Eine Pumpe (P) pumpt das kondensierte und abgekühlte Wasser in den Kessel zurück.
| So | T = Turm mit Kessel; K = Heizkessel; S = Spiegel; Tb = Turbine; G = Generator; P = Pumpe; So = Sonnenstrahlen |
Leider verändert die Sonne aber ständig ihre Position. Da sich die Erde dreht, scheint sich die Sonne zu bewegen nicht nur im Laufe eines Tages, sondern auch im Laufe eines Jahres. Deshalb müssen auch die Spiegel ständig bewegt werden. Jeder einzelne der 182 Spiegel von Eurelios hat eine eigene Form, wird durch einen Elektromotor angetrieben und durch einen Computer individuell so gesteuert, daß die Sonnenstrahlen in jedem Moment auf den Heizkessel treffen.
Aus diesem komplizierten Aufbau erkennen wir, daß eleklrische Energie aus Sonnenlicht keineswegs kostenlos ist. Die Anlagekosten eines Sonnenkraftwerks sind nämlich sehr hoch, um ein Vielfaches höher als die eines Kohle-, Öl- oder Kernkraftwerks gleicher Leistung. Eurelios kostete 25 Millionen und hat eine Leistung von einem Megawatt. Ein Kohle-oder Ölkraftwerk dagegen leistet einige 100 und ein großer Kernreaktor über 1000 Megawatt. Während Öl jedoch knapp und teuer ist, die Abgase der Kohleverbrennung unsere Wälder vernichten und die Kernenergie als gefährlich gilt, kostet das Sonnenlicht selbst praktisch nichts. Die Sonnenenergie ist völlig sauber und bedeutet für niemanden eine Gefahr.
1. Was gehört zusammen?
| 1. Durch die reflektierten Sonnenstrahlen | a) treffen die reflektierten Sonnenstrahlen immer auf den Heizkessel. |
| 2. Durch eine Pumpe | b) wird Sonnenenergie zu einem Kessel geleitet, der auf einem Turm montiert ist. |
| 3. Durch mehrere Spiegel | c) wird das kondensierte und abgekühlte Wasser in den Kessel zurückgepumpt. |
| 4. Da die computergesteuerten Spiegel beweglich sind | d) wird das Wasser im Kessel erhitzt und verdampft |
| 5. Durch eine Turbine | e) wird der Generator angetrieben. |
Bringen Sie jetzt bitte die Sätze in die richtige Reihenfolge.
Erklären Sie nun Ihrem Nachbarn den Aufbau eines Sonnenkraftwerks.
2. Wie heißt das Partizip Perfekt zu den Verben? Wird es mit oder ohne ge gebildet? Wenn es mit ge gebildet wird, wo steht das ge? Am Anfang? In der Mitte?
Bitte schreiben Sie die Partizipien!
1. Das erste Sonnenkraftwerk nimmt seinen Betrieb auf.
2. Es besteht aus einem Turm mit einem wassergefüllten Kessel.
3. Die Spiegel fokussieren das Sonnenlicht auf dem Kessel.
4. Das Wasser im Kessel erhitzt sich und verdampft.
5. Dampf strömt durch die Turbine.
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6. Die Turbine treibt den Generator an.
7. Das Wasser im Kessel kühlt ab.
8. Eine Pumpe pumpt das Wasser in den Kessel zurück.
3. Was pa ßt zusammen? Sie k önnen z. B. die Wörter auf der linken Seite kennzeichnen und denen auf der rechten Seite zuordnen.
| Energie | liefern |
| Energiequelle | nutzen |
| Energie | kosten |
| Öl | haben |
| Spiegel | vernichten |
| seinen Betrieb | aufnehmen |
| Wasser | liefern |
| Generator | gewinnen |
| die Position | verändern |
| Geld | antreiben |
| Wälder | pumpen |
2
5. Energie aus Atomen
Im Dezember 1938 machte der Chemiker Otto Hahn in Berlin folgendes Experiment: er bestrahlte Uran mit Neutronen. Hahn hatte sich die Frage gestellt, ob die Atomkerne des Urans in der Lage sind, Neutronen zu absorbieren. Das Ergebnis des Experiments war eine große Überraschung. Statt Neutronen zu absorbieren, verwandelte sich das Uran in zwei leichtere Elemente. Die Kerne der Uranatome hatten sich gespalten.
Bei dieser Kernspaltung wird nicht nur eine große Menge Energie frei, sondern auch zwei oder drei weitere Neutronen. Wenn genügend Uran vorhanden ist, treffen diese Neutronen auf andere Urankerne, die wiederum Energie und Neutronen freisetzen und so fort. Eine Kettenreaktion läuft ab. Dies ist die Grundlage für die Freisetzung von Energie in Atombomben, aber auch für die Gewinnung von Atomkraft in Kernreaktoren zur Erzeugung von Elektrizität.
Ein solcher Reaktor besteht aus einem Druckbehälter (Db), der mit Wasser (W) gefüllt ist. In diesen Behälter werden Brennstäbe (B) eingeführt, die in einer Mischung einige Prozent spaltbares Uran enthalten. Durch eine besondere Neutronenquelle wird die Kettenreaktion in Gang gesetzt. Da jedoch immer einige freie Neutronen vorhanden sind, würde die Reaktion auch von selbst beginnen, wenn sich eine genügend große Masse von Uran im Reaktor befindet. Die Stäbe erhitzen sich auf mehrere hundert Grad und damit auch das Wasser.
| Db = Druckbehälter; W = Wasser; B = Brennstäbe; S = Steuerstäbe; P = Pumpe; Wt = Wärmetauscher; G = Gerät zur Regelung des Wasserdrucks; Da= Dampf |
Wie aber kann man die Leistung eines Reaktors erhöhen oder vermindern? Wie läßt er sich abschalten? Die bei der Kernspaltung entstehenden Stoffe sind radioaktiv und daher gefährlich. Es muß also verhindert werden, dass die Kettenreaktion zu schnell abläuft, der Reaktor dadurch beschädigt wird und radioaktive Stoffe austreten. Deshalb befinden sich im Reaktor neben den Uranstäben auch Steuerstäbe (S). Diese bestehen aus Kadmium, einem Material, das Neutronen leicht absorbiert.
Wenn die Reaktion zu schnell abläuft, werden die Steuerstäbe automatisch etwas tiefer in den Reaktor hineingeschoben und dadurch die überschüssigen Neutronen abgefangen. Läuft die Reaktion dagegen zu langsam ab, dann zieht man die Stäbe ein Stück weiter heraus, und mehr Neutronen erhalten freie Bahn.
Durch eine Pumpe (P) wird das erhitzte Wasser in einen Wärmetauscher (Wt) geleitet, in dem in einem zweiten Kreislauf ebenfalls Wasser zirkuliert. Dieses Wasser verdampft und wird verwendet, um Turbinen und Generatoren anzutreiben und Elektrizität zu erzeugen.
1. Ergänzen Sie bitte.
Otto Hahn... Uran mit.... Er wollte feststellen, ob die Atomkerne des Urans Neutronen... können. Durch die... verwandelte sich das Uran in zwei... Elemente. Durch die... der Urankerne werden nicht nur..., sondern auch... frei. Diese Neutronen treffen auf andere..., wodurch erneut Neutronen und Energie... werden. Es kommt zum Ablauf einer.
2. In diesem Text gibt es 7 Fehler. Wo?
Bei der Kernspaltung entstehen radioaktive, gefährliche Stoffe. Die Kettenreaktion darf nicht zu langsam ablaufen. Im Reaktor sind deshalb außer den Uranstäben auch Brennstäbe. Diese bestehen aus Materialien, die Neutronen leicht abstoßen. Läuft die Reaktion zu schnell ab, werden die Steuerstäbe von Hand aus dem Reaktor herausgezogen. Auf diese Weise werden die gespaltenen Neutronen beschleunigt. Wenn man dagegen die Steuerstäbe ein Stück weiter aus dem Reaktor herauszieht, läuft die Reaktion schneller ab, weil weniger Neutronen abgefangen werden.
3. Was bedeutet das?
| 1. einen Versuch durchführen | a) versuchen b) ein Experiment machen c) einen Versuch abschließen | |
| 2. Energie wird freigesetzt | a) Energie entsteht. b) Energie wird verbraucht. c) Die Energie ist nicht mehr an das Uran gebunden | |
| 3. Kadmium kann Neutronen absorbieren | a) Kadmium ist in der Lage, Neutronen aufzunehmen. b) Kadmium kann Neutronen vernichten. c) Die Neutronen werden durch das Kadmium verwandelt. | |
| 4. Radioaktive Stoffe können aus dem Reaktor austreten, wenn die Kettenreaktion zu schnell abläuft. | a) Die Kettenreaktion erzeugt Radioaktivität im Reaktor. b) Eine zu schnelle Kettenreaktion kann radioaktive Strahlung außerhalb des Reaktors verursachen. c) Die Kettenreaktion ist Ursache für eine zu hohe radioaktive Strahlung aus dem Reaktorinneren heraus. | |
| 5. Durch eine Pumpe wird das erhitzte Wasser in einen Wärmetauscher geleitet. | a) Das erwärmte Wasser wird durch eine Pumpe ausgetauscht. b) In einem Wärmetauscher wird das Wasser erhitzt und zu einer Pumpe geleitet. c) Mit Hilfe einer Pumpe gelangt das heiße Wasser zu einem Wärmetauscher |
4. Ergänzen Sie bitte die Verben im Passiv.
| verwandeln freisetzen bestrahlen spalten gewinnen erzeugen |
1. Das Uran... mit Neutronen....
2. Das Uran... in zwei leichtere Elemente....
3. Die Kerne der Uranatome... durch die Neutronen....
4. Auf diese Weise... eine große Menge Energie....
5. So... Atomkraft....
6. Durch die Freisetzung von Energie... Elektrizität....
6. Die Kernfusion
Warum ist es warm, wenn die Sonne scheint? Der Grund dafür ist, dass die Sonne einen Brennstoff besitzt, der fünf Millionen mal mehr Energie liefert als die gleiche Menge Kohle oder Öl. Diese Energiequelle ist der Wasserstoff. Der Wasserstoff der Sonne jedoch wird nicht verbrannt zu Wasser, sondern verschmolzen zu Helium.
Im Inneren der Sonne sind die Temperaturen so hoch, dass die Wasserstoffatome in positiv geladene Atomkerne und negativ geladene Elektronen zerfallen. Ein solches hocherhitztes Gas nennen wir Plasma. Gewöhnlich berühren sich die Wasserstoffkerne nicht. Da sie die gleiche Ladung haben, stoßen sie sich ab. Doch bei extrem hohen Temperaturen bewegen sie sich so schnell, dass sie trotz der Abstoßungskraft aufeinandertreffen und verschmelzen. Ein kleiner Teil der Masse der beteiligten Kerne wird dabei entsprechend der Formel Einsteins E = mc2 in Energie umgewandelt. Die Folge ist der Ausstoß einer gewaltigen Menge von Energie. Diesen und ähnliche Prozesse bezeichnen wir als Kernfusion.
Alle unsere Energieprobleme wären lösbar, wenn es gelänge, diesen Prozeß durchzuführen und unter Kontrolle zu bringen. Um aber die Wasserstoffkerne zu zünden, benötigen wir eine Anfangstemperatur von etwa 100 000 000 Grad. Das hocherhitzte Plasma darf daher auf keinen Fall mit der Apparatur in Berührung kommen, da diese dann mit einem Schlag verdampfen würde. Hier liegen die besonderen Schwierigkeiten bei allen Experimenten mit höchsten Temperaturen.
| B = Druckbehälter; L = Laserkanonen; M = Mittelpunkt; K = Kügelchen aus gefrorenem Wasserstoff; Ma = Mantel des Reaktors mit Lithium als Kühlmittel; W = Wärmetauscher; D = Dampf |
In den USA, der UdSSR und in Japan, aber auch in den Labors der Max-Planck-Gesellschaft in München, wurden zu diesem Zweck Geräte entwickelt, die die hohe Energiekonzentration des Lasers zur Erhitzung ausnutzen.
Diese Geräte arbeiten nach folgendem Prinzip: In einen kugelförmigen, gasleeren Druckbehälter (B) münden eine Reihe leistungsstarker Laserkanonen (L), deren Strahlen sich im Mittelpunkt (M) kreuzen. Ein Kügelchen (K) aus gefrorenem schwerem Wasserstoff fällt in den Druckbehälter. Sobald es den Mittelpunkt erreicht hat, werden die Laser eingeschaltet. In Bruchteilen von Sekunden wird das Wasserstoffkugelchen zusammengepreßt und auf viele Millionen Grad Celsius erhitzt.
Die bei der Kernfusion freiwerdende Wärmeenergie wird von einem Kühlmittel im Mantel (Ma) des Reaktors aufgenommen. Dieses strömt durch einen Wärmetauscher (W). Dampf (D) wird erzeugt, der Turbinen und Generatoren in Bewegung setzt. Der von der Max-Planck-Gesellschaft in München entwickelte Laser erreicht für die Dauer einer Milliardstel Sekunde eine Leistung von 1 000 000 Megawatt, das ist die fünfzehnfache Leistung aller Kraftwerke der Bundesrepublik zusammen. Aber erst eine Laserleistung, die noch mehrere hundertmal größer ist, wird in Zukunft die Kernfusion ermöglichen.
1. Steht das im Text?
| Ja | Nein | |
| 1. Der Wasserstoff der Sonne wird zu Helium verbrannt. | O | O |
| 2. Wegen der hohen Temperaturen zerfallen die Wasserstoffatome im Inneren der Sonne. | O | O |
| 3. Wasserstoffkerne bezeichnet man als Plasma. | O | O |
| 4. Die Wasserstoffkerne treffen normalerweise nicht aufeinander, weil sie unterschiedlich geladen sind. | O | O |
| 5. Eine schnelle Bewegung der Wasserstoffkerne bei sehr hohen Temperaturen ermöglicht eine Verschmelzung der Kerne. | O | O |
| 6. Bei der Kernverschmelzung wird Energie in Masse umgewandelt. | O | O |
| 7. Wenn es möglich wäre, die Wasserstoffkerne zu zünden, ließen sich alle Energieprobleme lösen. | O | O |
| 8. Durch das schnelle Verdampfen des Plasmas entstehen Probleme bei Versuchen mit höchsten Temperaturen. | O | O |
2. Schreiben Sie bitte die Sätze zu Ende.
1. In verschiedenen Ländern wurden Geräte entwickelt, mit denen...
2. Diese Geräte bestehen aus...
3. Leistungsstarke Laserkanonen...
4. Die Strahlen der Laserkanonen...
5. Ein Wasserstoffkügelchen...
6. Die Laser werden eingeschaltet,...
7. Das Wasserstoffkügelchen...
8. Das Kühlmittel im Mantel des Reaktors...
9. Ein Wärmetauscher...
10. Turbinen und Generatoren...
7. Wärme aus kaltem Wasser
Öl wird in Zukunft zu kostbar sein, um Wohnungen damit zu heizen. Doch welche Alternativen haben wir? Eine interessante Möglichkeit bietet die sogenannte Wärmepumpe. Sie ermöglicht die Entnahme von Wärme aus kaltem" Wasser, zum Beispiel aus dem Wasser eines Flusses. Ihr Prinzip beruht auf folgender physikalischen Gesetzmäßigkeit: Wenn man einer Flüssigkeit Wärme zuführt, steigt ihre Temperatur bis zum Siedepunkt. Dann beginnt sie zu verdampfen. Auch während der Verdampfung nimmt sie Wärmeenergie auf, doch ihre Temperatur bleibt dabei konstant. Erst wenn die gesamte Flüssigkeit verdampft ist, erhöht sich die Temperatur weiter. Dies zeigt das Diagramm.
Wenn man umgekehrt dem Dampf Wärmeenergie entzieht, sinkt seine Temperatur bis zum Kondensationspunkt. Dieser liegt bei der gleichen Temperatur wie der Siedepunkt. Dann beginnt der Dampf zu kondensieren. Dabei gibt er Wärmeenergie an die kältere Umgebung ab, doch seine Temperatur bleibt noch konstant. Erst wenn der gesamte Dampf kondensiert ist, sinkt die Temperatur bei Wärmeabgabe weiter.
Nehmen wir an, ein Arbeitsmittel hat bei einem Druck von 3,5 bar eine Siedetemperatur von 2 C. Es ist gerade verdampft; die Temperatur des Dampfes beträgt also noch immer 2 C. Nun erhöhen wir den Druck auf 15,5 bar. Bei einer Erhöhung des Drucks steigt nicht nur die Temperatur, sondern auch der Siede-bzw. der Kondensationspunkt. Diese betragen jetzt 60 C. Ist die Umgebung kühler als 60 C, beginnt das Arbeitsmittel zu kondensieren. Bei einer konstanten Temperatur von 60 C gibt es die Kondensationswärme ab. Die Umgebung wird geheizt.
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| R1 = Rohr mit Arbeitsmittel; A = Arbeitsmittel; W1 = Wärmetauscher für niedrige Temperaturen; K = Kompressor; | W2 = Wärmetauscher für höhere Temperaturen; R2 = Ruhr mit Heizungswasser; V = Entspannungsventil; U = Umgebung |
Nach diesem Prinzip arbeitet die Wärmepumpe, wie sie auf der Skizze dargestellt ist. In einem Rohr (R1) zirkuliert das Arbeitsmittel, üblicherweise Ammoniak (NH3;). Dieses Arbeitsmittel verdampft und kondensiert unter einem Druck von 3,5 bar bei einer Temperatur von 2 C; unter einem Druck von 15,5 bar dagegen bei einer Temperatur von 60 C.
Der Kreislauf besteht aus vier Schritten:
1. Verdampfen.
Durch den Wärmetauscher links (W1) strömt das kalte Wasser eines Flusses, dem die Wärme entnommen wird. Es hat eine Temperatur von 10 C. Das Arbeitsmittel (A) verdampft bei dieserTemperatur und nimmt dabei aus der kalten Umgebung (U) Wärmeenergie auf. Seine Temperatur bleibt jedoch konstant auf 2 C.
2. Verdichten.
Das dampfförmige Arbeitsmittel wird durch einen Kompressor (K) verdichtet, bis der Druck von 3,5 bar auf 15,5 bar gestiegen ist. Der Dampf erhitzt sich auf 60 C; sein Kondensationspunkt liegt jetzt ebenfalls bei 60 C.
3. Verflüssigen.
Im zweiten Wärmetauscher rechts (W2) umströmt der heiße Dampf ein Rohr (R2), in dem Heizungswasser zirkuliert. Da dieses kühler ist als der Dampf, verflüssigt sich das Arbeitsmittel und gibt Kondensationswärme ab. Das Heizungswasser erwärmt sich. Temperatur und Druck des Arbeitsmittels bleiben dabei konstant.
4. Entspannen.
Das flüssige Arbeitsmittel strömt durch ein Entspannungsventil (V). Der Druck fällt von 15,5 bar wieder auf 3,5 bar ab. Dieser Druckabfall hat zur Folge, dass das Arbeitsmittel eine Temperatur von 2 C annimmt. Der Kreislauf kann von neuem beginnen.
Das Verhältnis von aufgenommener zu abgegebener Leistung ist bei einer Wärmepumpe sehr günstig. Die elektrische Energie, die der Kompressor benötigt, ermöglicht die Abgabe der dreifachen Menge an Wärmeenergie für die Raumheizung.
1. Bringen Sie die Sätze bitte in die richtige Reihenfolge.
1. Das dampfförmige Arbeitsmittel wird durch einen Kompressor von 3,5 auf 15,5 bar verdichtet.
2. Seine Temperatur bleibt dabei konstant.
3. Dabei nimmt es aus der kalten Umgebung Wärmeenergie auf.
4. Da dieses kühler ist als der Dampf, sinkt die Temperatur des Dampfes geringfügig bis zum Siedepunkt von 60C.
5. Das Arbeitsmittel verdampft bei einer Temperatur von nur 2C.
6. Der Dampf erhitzt sich dadurch auf mehr als 60C.
7. Im Wärmetauscher umströmt der Dampf ein Rohr, in dem Heizwasser zirkuliert.
8. Temperatur und Druck bleiben Dabei konstant.
9. Gleichzeitig steigt der Siedepunkt auf 60C.
10. Dann verflüssigt sich das Arbeitsmittel und gibt die Kondensationswärme an die Umgebung ab.
11. Das Arbeitsmittel strömt durch ein Entspannungsventil.
12. Der Kreislauf kann neu beginnen.
13. Der Druck fällt von 15,5 auf 3,5 bar ab.
14. Dieser Druckabfall hat zur Folge, dass auch die Temperatur und der Siedepunkt wieder von 60 auf 2C sinken.
2. Suchen Sie das Gegenteil zu den folgenden Wörtern aus dem Text.
| Siedepunkt Wärrne Flüssigkeit Entnahme konstant entziehen Wärmeabgabe steigen | dampfförmig kühl sich erhitzen Dampf verflüssigen verdichten sich erwärmen Druckabfall |
3. Schreiben Sie bitte die Sätze zu Ende.
1. Wenn man einer Flüssigkeit Wärme zuführt,...
2. Wenn die Flüssigkeit verdampft,...
3. Wenn die gesamte Flüssigkeit verdampft ist,...
4. Wenn man dem Dampf Wärmeenergie entzieht,..
5. Wenn der gesamte Dampf kondensiert ist,...
8. Dieselmotoren für Kleinwagen
Der Dieselmotor ist die Antriebsmaschine vor allem der Großfahrzeuge. Schiffe und Lokomotiven, Traktoren und Bagger, Lastwagen und Omnibusse fahren mit Selbstzündermotoren; Personenwagen dagegen wurden bis vor kurzem fast ausschließlich durch Benzinmotoren angetrieben. Lange Zeit war die einzige Ausnahme der Mercedes, ein Wagen der Großklasse. Im September 1976 jedoch erschien ein Mini-Diesel auf dem Markt. Der VW Golf Diesel war eine Überraschung für alle Autokenner, denn Diesel in kleineren Personenwagen galten bis dahin als schwierig, als langsam, schwer und laut. Doch der Golf Diesel läuft leicht wie die besten Benzinwagen. Freilich sind Autos mit Dieselmotoren teurer, aber:
sie leben länger als Wagen mit Benzinantrieb, und ihre Pflege und Wartung ist einfacher;
Dieseltreibstoff läßt sich billiger und energiesparender herstellen als Benzin;
die Auspuffgase des Diesel sind außerordentlich sauber, denn ihr Kohlenmonoxidgehalt ist sehr gering;
vor allem: Dieselmotoren sind sparsamer. Ihr Treibstoffverbrauch liegt je nach Fahrweise 10 bis 40 Prozent unter dem eines Benzinmotors gleicher Leistung.
Sparsamkeit und saubere Abgase ergeben sich aus dem Diesel-Brennverfahren. Die Luft wird in einem Verhältnis von 20: l bis 24: l verdichtet, wobei sie sich auf etwa 800 Grad erhitzt. Die im Vergleich zum Benzinmotor mehr als doppelt so hohe Verdichtung ergibt einen höheren Wirkungsgrad, vor allem bei mittleren Drehzahlen. Der eingespritzte Dieseltreibstoff verbrennt bei großem Luftüberschuß. Der Luftüberschuß führt zu einer sehr guten und damit schadstoffarmen Verbrennung.
Mit dem Golf Diesel, daran besteht kein Zweifel, begann ein neuer Abschnitt in der Geschichte des Dieselmotors. Man muß sich fragen, warum nicht schon längst Kleindiesel entwickelt und eingesetzt wurden.
1. Steht das im Text?
| Ja | Nein | |
| 1. Hauptsächlich Großfahrzeuge werden durch Dieselmotoren angetrieben. | ||
| 2. PKWs werden ausschließlich durch Benzinmotoren angetrieben. | ||
| 3. Dieselmotoren für kleinere Personenwagen hielt man lange Zeit für problematisch. | ||
| 4. Autos mit Benzinmotoren sind billiger als Autos mit Dieselmotoren. | ||
| 5. Benzinmotoren sind leichter zu pflegen und zu warten als Dieselmotoren. | ||
| 6. Dieselmotoren sind umweltfreundlicher als Benzinmotoren. | ||
| 7. Der Treibstoffverbrauch eines Benzinmotors liegt über dem Verbrauch eines Dieselmotors gleicher Leistung. | ||
| 8. Der höhere Wirkungsgrad des Dieselmotors ist die Folge der im Vergleich zum Benzinmotor um 50 % höheren Verdichtung. |
2. Ergänzen Sie bitte die Präpositionen.
Der Dieselmotor gilt als Antriebsmaschine besonders... Großfahrzeuge. Personenfahrzeuge hingegen werden im allgemeinen... Benzinmotoren angetrieben. Daher war es eine Überraschung... alle Autokenner, als der VW Golf Diesel 1976... den Markt kam.
... dem Diesel-Brennverfahren entstehen weniger Schadstoffe, die Belastung... die Umwelt ist geringer. Die Verdichtung der Luft erfolgt... einem Verhältnis... 20: 1 bis 24: 1. Dabei wird die Luft... eine Temperatur... etwa 800 Grad erhitzt. Die Verdichtung ist... Vergleich... Benzinmotor mehr als zweimal so hoch. Daraus ergibt sich ein höherer Wirkungsgrad, insbesondere... mittleren Drehzahlen.
3. Sie haben ein Auto mit Dieselmotor, das Sie verkaufen wollen. Ihr/e Freund/in möchte ein Auto mit Benzinmotor kaufen. Versuchen Sie, ihn/sie von den Vorzügen des Dieselmotors zu überzeugen.
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9. Die Arbeitsweise des Dieselmotors
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| KW = Kurbelwelle; AV = Auslaßventil; P = Pleuel; Kh = Kurbelgehäuse; | EV = Einlaßventil; Ko = Kolben; Z = Zylinder; Ed = Einspritzdüse |
Die Abbildungen 1 bis 4 zeigen Schnitte durch einen Dieselmotor. Wir erkennen einen Zylinder (Z), in dem sich der Kolben (Ko) bewegt. Der Pleuel (P) verbindet den Kolben mit der Kurbelwelle (Kw), die im Kurbelgehäuse (Kh) rotiert. Im Zylinderkopf befinden sich die Einspritzdüse (Ed), das Einlaßventil (Ev) und das Auslaßventil (Av). Wir bezeichnen diese Maschine als Viertaktmotor, denn der Arbeitszyklus dieses Motors besteht aus vier Kolbenbewegungen (Takten):
1. Ansaugtakt.
In Abb. 1 bewegt sich der Kolben nach unten. Das Einlaßventil ist geöffnet, und der Kolben saugt Luft in den Zylinder.
2. Verdichtungstakt.
Hat der Kolben seinen unteren Totpunkt erreicht, dann wird das Einlaßventil geschlossen. Der Kolben bewegt sich nach oben und verdichtet die eingesaugte Luft. Die Luft erhitzt sich dadurch auf mehrere hundert Grad Celsius (Abb. 2). Durch die Einspritzdüse wird Dieseltreibstoff in den Zylinder gespritzt.
3. Arbeitstakt.
Das Treibstoff-Luft-Gemisch entzündet sich in der erhitzten Luft und verbrennt. Temperatur und Druck im Zylinder steigen, und die heißen Verbrennungsgase pressen den Kolben nach unten. Durch den Pleuel wird die Kraft auf die Kurbelwelle übertragen (Abb. 3).
4. Auspufftakt.
Wenn der Kolben abermals seinen unteren Totpunkt erreicht hat, öffnet sich das Auslaßventil. Der Kolben bewegt sich wieder nach oben und stößt die Verbrennungsgase aus (Abb. 4).
1. Welche Satzteile gehören zusammen?
| Nomen | Verb | Akkusativobjekt | Präpositionale Wendungen |
| Der Kolben | rotiert | Luft | mit der Kurbelwelle |
| Der Pleuel | saugt | den Kolben | im Zylinderkopf |
| Die Kurbelwelle | überträgt | die angesaugte Luft | in der erhitzten Luft |
| Einspritzdüse, Einlaßventil und Auslaßventil | bewegt sich | die Kraft | im Kurbelgehäuse |
| Der Kolben | verbindet | im Zylinder | |
| Der Kolben | befinden sich | auf die Kurbelwelle | |
| Der Treibstoff | entzündet sich | in den Zylinder | |
| Der Pleuel | verdichtet |
10. Treibstoffaus Wasser
Welcher Kraftstoff wird unsere Autos antreiben, wenn das Erdölzeitalter zu Ende ist? Eine interessante Alternative zum Benzin ist der Wasserstoff, denn sein Rohstoff das Wasser ist nahezu unbegrenzt vorhanden, und seine Verbrennung verläuft ohne schädliche Abgase und damit umweltfreundlich. Die Gewinnung des Wasserstoffs erfolgt durch chemische oder elektrolytische Zerlegung des Wassers.
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| Schnittbild eines durch das Motorkühlwasser beheizten Wasserstoffspeichers |
| K = Kühlwasser vom Motor V = Ein- und Ausströmventil für Wasserstoff G = Metallhydrid als Granulat |
Nun kann man freilich den Wasserstoff nicht in einem Benzintank transportieren, denn seine Siedetemperatur liegt bei minus 253 Grad Celsius. Dass der Wasserstoff überhaupt eine Chance im Automobil hat, ist den Metallhydriden zu verdanken. Sie entstehen aus MetallLegierungen, etwa von Eisen, Magnesium oder Titan, an deren Atome Wasserstoffatome angelagert sind. So entsteht z. B. Magnesiumhydrid (MgH2):
Mg + H2 → MgH2 + Wärme.
Bei diesem Prozeß der Anlagerung wird Wärme frei. Im Fahrzeug dagegen muß dem Metallhydrid, das sich als Granulat (G) in einem Tank befindet, Wärme zugeführt werden. Nur so läßt sich der Wasserstoff wieder von den Metallatomen abtrennen und als Treibstoff zum Motor leiten.
MgH2 + Wärme → Mg + H2.
Dieser Bedarf an Wärmeenergie ist aber kein Nachteil, da man leicht das erhitzte Kühlwasser (K) des Motors oder die heißen Abgase durch den Tank pumpen kann.
Jeder Benzinmotor läßt sich nach geringfügigen Veränderungen auch als Wasserstoffmotor verwenden, ja man kann ohne Schwierigkeiten Motoren bauen, die sowohl mit Benzin als auch mit Wasserstoff arbeiten. Zwar sind die Kosten eines PKW mit Benzinmotor heute noch niedriger als die eines mit Wasserstoffmotor. Bei gleicher Leistung ist aber ein Wasserstoffauto billiger als alle heute herstellbaren Elektromobile.
1. Was steht im Text?
1.
a) Es gibt noch keinen geeigneten Treibstoff für den Motor.
b) Der Treibstoff für den Motor ist zu teuer.
c) Der Treibstoff für den Motor ist fast unbegrenzt vorhanden.
d) Der richtige Treibstoff für den Motor ist nur begrenzt vorhanden.
2.
a) Die Funktionsweise des Wasserstoffmotors ist relativ einfach.
b) Die Arbeitsweise des Wasserstoffmotors ist einfacher als die des Benzinmotors.
c) Die Arbeitsweise des Wasserstoffmotors ist relativ kompliziert.
d) Die Funktionsweise des Wasserstoffmotors ist sehr kompliziert.
3.
a) Dem Metallhydrid wird Granulat zugeführt.
b) Einem Metallhydrid wird Wärme zugeleitet.
c) Dem Tank wird Metallhydrid zugeführt.
d) Metallhydrid und Granulat leiten Wärme ab.
4.
a) Der Energiebedarf wird durch Wärme gedeckt.
b) Der Bedarf an erhitztem Kühlwasser muß gedeckt werden.
c) Das erhitzte Kühlwasser muß gekühlt werden.
d) Der Wärmeenergiebedarf kann durch erhitztes Kühlwasser gedeckt werden.
5.
a) Jeder Benzinmotor läßt sich jederzeit ohne Veränderungen als Wasserstoffmotor verwenden.
b) Ein Benzinmotor läßt sich nach einer Reihe von Veränderungen als Wasserstoffmotor verwenden.
c) Ein Benzinmotor läßt sich nicht als Wasserstoffmotor verwenden.
d) Ein Benzinmotor läßt sich nach geringen Veränderungen als Wasserstoffmotor verwenden.
6.
a) Die Verbrennung im Wasserstoffmotor läuft ohne Gas ab.
b) Die Abgase bei der Verbrennung sind unschädlich.
c) Die Verbrennung im Wasserstoffmotor geschieht ohne Abgase.
d) Bei der Verbrennung im Wasserstoffmotor entstehen fast keine schädlichen Abgase.
7.
a) Man kann Motoren bauen, die mit Wasserstoff und mit Benzin arbeiten.
b) Es ist nicht möglich Motoren zu bauen, die mit Wasserstoff und Benzin arbeiten.
c) Bald kann man Motoren bauen, die mit Wasserstoff und Benzin arbeiten.
d) Es ist noch nicht gelungen, Motoren zu bauen, die mit Wasserstoff und Benzin arbeiten.
8.
a) Der Benzinmotor ist billiger und umweltfreundlicher als der Wasserstoffmotor.
b) Der Wasserstoffmotor ist umweltfreundlicher und billiger als der Benzinmotor.
c) Der Wasserstoffmotor ist umweltfreundlicher als der Benzinmotor.
d) PKWs mit Benzinmotoren sind teurer als Autos mit Wasserstoffmotoren.
2. Verbinden Sie bitte die Sätze bzw. Satzteile, indem Sie folgende Konjunktionen verwenden:
| zwar aber; weder noch; sowohl als auch; entweder oder |
1. Heute werden unsere Autos mit Benzin angetrieben. In 100 Jahren ist das sicherlich nicht mehr der Fall.
2. Im nächsten Jahrhundert werden die Erdölvorräte erschöpft sein. Dann gibt es vielleicht die Möglichkeit, Wasserstoff als Treibstoff zu verwenden.
3. Wasserstoff kann man nicht in einem Benzintank transportieren. Dank den Metallhydriden hat er eine Chance, im Auto eingesetzt zu werden.
4. Legierungen können aus Eisen, Magnesium und Titan hergestellt werden.
5. Benzin und Wasserstoff sind nicht kostenlos.
6. Ein Motor kann als Benzin und als Wasserstoffmotor verwendet werden.
7. Man könnte auch Autos bauen, die mit Benzin und mit Wasserstoff fahren können.
8. Heute ist ein Auto mit Benzinmotor billiger als eins mit Wasserstoffmotor. Autos mit Wasserstoffmotoren sind kostengünstiger und leistungsfähiger als Elektromobile.
9. Wasserstoff wird durch chemische oder elektrolytische Zerlegung des Wassers gewonnen.
11. Energiespeicher unter der Erde
Der Bedarf an Elektrizität im Laufe eines vollen Tages ist nicht konstant. Nachts brauchen wir viel weniger elektrische Energie als am Tag; nachts muß daher eine ganze Reihe von Kraftwerken, die relativ billig Elektrizität erzeugen könnten, ihren Betrieb unterbrechen. Für den Nachtstrom hat man gewöhnlich keine Verwendung. Wäre es nicht möglich, die überschüssige Nachtenergie zu speichern und sie tagsüber dem Netz zuzuführen, wenn sie dringend benötigt wird? Doch die Speicherung von großen Mengen elektrischer Energie bereitet bis heute Schwierigkeiten.
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| H = Hohlräume als Luftspeicher; S = Salzstock; M = elektrische Maschine, Motor und Generator; N = Netz; | V = Verdichter; B = Brennkammer; G = Gasturbine; E = Erdgasspeicher |
In der Nähe von Bremen arbeitet seit Dezember 1978 ein Kraftwerk, das das Problem der Energiespeicherung auf eine ganz neue Art gelöst hat. Während der Nacht nutzt die Anlage die überschüssige Energie, um Luft in zwei große Hohlräume (H) unter der Erde zu pressen. Die Hohlräume befinden sich in 650 m Tiefe in einem Salzstock (S) und haben ein Volumen von insgesamt 300 000 m3; das ist mehr als der Rauminhalt des Kölner Doms. Die Hohlräume wurden künstlich geschaffen, indem man Wasser in den Salzstock pumpte, das das Salz löste. Die Salzlösung wurde ins Meer geleitet.
Der zentrale Teil der Anlage besteht aus einer elektrischen Maschine (M), die sowohl als Motor als auch als Generator arbeiten kann. In der Nacht arbeitet die Maschine als Motor. Da in den Nachtstunden genügend billige Elektrizität zur Verfügung steht, erhält der Motor die Energie aus dem Netz (N) und treibt einen Verdichter (V) an, der Luft in die Luftspeicher pumpt. Vor dem Eintritt in die Speicher wird die komprimierte und dadurch erhitzte Luft durch Kühler auf etwa 50 Grad Celsius abgekühlt, damit bei dem gewünschten Druck möglichst große Luftmassen in den Hohlräumen Platz finden. Der maximale Druck in den Speichern beträgt 72 bar.
Wenn am Vormittag der Energiebedarf am größten ist, wird die nachts gespeicherte Energie genutzt. Die komprimierte Luft strömt durch Brennkammern (B), wo sie durch Gasflammen erhitzt wird und dadurch noch mehr Energie aufnimmt. Dann strömt die erhitzte Luft durch eine Gasturbine (G), welche die elektrische Maschine antreibt. Diese arbeitet nun als Generator. Zwei Stunden lang gibt die Anlage eine Leistung von 290 Megawatt an das Netz ab.
1. Jeweils ein Satz paßt/stimmt nicht. Welcher?
1.
a) Der Elektrizitätsbedarf bleibt im Laufe eines Tages nicht gleich.
b) Der Bedarf an Strom für einen ganzen Tag verändert sich nicht.
c) Im Laufe eines Tages schwankt der Strombedarf.
2.
a) Tagsüber ist der Energiebedarf viel geringer als in der Nacht.
b) In der Nacht wird deutlich weniger Energie gebraucht als am Tag.
c) Am Tag liegt der Energieverbrauch weit über dem Verbrauch in der Nacht.
3.
a) Viele Kraftwerke, die ziemlich billig Strom erzeugen könnten, müssen nachts abgeschaltet werden.
b) Eine große Zahl von Kraftwerken, die in der Lage wären, relativ kostengünstig Elektrizität zu erzeugen, können in der Nacht nicht weiter betrieben werden.
c) Eine ganze Reihe von Kraftwerken muß nachts verstärkt Strom erzeugen.
4.
a) Man fragt sich, ob es möglich wäre, zuviel produzierte Nachtenergie tagsüber in das Netz einzuspeisen.
b) Es stellt sich die Frage, ob die Energie, die am Tag in das Netz eingespeist werden muß, aus der überschüssigen Nachtenergie gewonnen werden kann.
c) Es fragt sich, ob der Energiebedarf am Tag nicht zum Teil aus der in der Nacht zuviel produzierten Energie gedeckt werden kann.
2. Ergänzen Sie bitte die fehlenden Verben.
| 1. Der zentrale Teil der Anlage | aus einer elektrischen Maschine | |
| 2. Die elektrische Maschine | als Motor oder als Generator | |
| 3. Der Motor | Energie aus dem Netz | |
| 4. Der Motor | einen Verdichter | |
| 5. Der Verdichter | Luft in die Luftspeicher | |
| 6. Die komprimierte Luft | durch Kühler | |
| 7. Der maximale Druck | 72 bar |
12. Elektrizität aus heißen Gasen
Bisher verdoppelte sich alle fünfzehn bis zwanzig Jahre der Bedarf an elektrischei Energie. Heute schon entstehen Einheiten von Turbinen und Generatoren mit einei Leistung von über 600 000 Kilowatt; das entspricht der zwölfmillionenfachen Leistung des ersten Generators von Wernei von Siemens oder der Leistung von übei 16 000 Volkswagen.
Doch die heute verwendeten Generatoren haben einen Nachteil: die Wärmeenergie des heißen Gases oder Dampfes muß erst auf eine Turbine übertragen werden, welche wiederum den Generator antreibt.
Vor einiger Zeit gelang die Konstruktion von völlig neuartigen Generatoren, welche in der Lage sind, die Wärmeenergie direkt in elektrische Energie umzuwandeln. Ihr Prinzip ist einfach. Ein Gas wird so weit erhitzt, daß seine Atome in negativ geladene Elektronen und positiv geladene Atomkerne zerfallen, die sogenannten Ionen. Ein solches überhitztes Gas bezeichnet man als Plasma (Ps). Sobald das Plasma durch ein Magnetfeld (M) strömt, werden die elektrisch geladenen Teilchen abgelenkt, die Elektronen zur einen, die positiven Ionen zur anderen Seite.
| S = Südpol; N = Nordpol; Ps = Plasmastrom; M = Magnetfeld; Pt = Platten zur Aufnahme der Ladungen |
So entsteht eine elektrische Spannung. Eine Platte (Pt) auf jeder der beiden Seiten nimmt die Ladungsträger auf. Sobald diese Platten durch einen Leiter verbunden werden, fließt ein Strom. Zweifellos werden diese magnetofluiddynamischen Generatoren, kurz MFDWandler genannt, eine entscheidende Bedeutung erlangen, sobald in HochtemperaturKernkraftwerken oder in Fusionsreaktoren ein Plasma erzeugt werden kann.
1. Fragen zum Text:
1. Wie hat sich der Be
