10a - Physik am 26.03.2020 AP 2019 C4

Abschlussprüfung 2019 Nachtermin

Den Text der Abschlussprüfung findet man bei Mebis: LINK 

Lösungsansatz:

Vorüberlegungen:

• Wie viele gültige Ziffern müssen berücksichtigt werden? (Antwort: drei)
• Welche Größen ordnet man der "Nutz"-Seite zu, welche der "Zu"geführt-Seite?

• Bei den gegebenen Größen steht keine Arbeit W. Aus welchen Größen könnte man W berechnen? Sind diese Größen auch gegeben? 

FS Seiten 85+86: Hubarbeit, Reibung, Arbeit = Kraft mal Weg: passt alles nicht.

Leistung passt.

(Hub-)Arbeit und (potentielle) Energie entsprechen sich.

Die Einheit der Arbeit - Joule - steht beim Heizwert, außerdem kg: Masseneinheit

Rechnung:

Nächste Teilaufgabe:

 Diese Fragestellung "Energieumwandlungen" ist in Abschlussprüfungen immer wieder Thema. Die Lösung hatten wir schon auf dem Arbeitsblatt mit den Abbildungen der Wärmekraftwerke:

Die Musterlösung vom Kultusministerium sieht ähnlich aus:

Anmerkungen:

• "Wärme" und "innere Energie" (nach dem Brenner) bedeuten hier dasselbe.
• "potentielle Energie" des Wasserdampfes lasse ich gelten, "mechanische Energie" ist dagegen nicht eindeutig: Das wäre kinetische oder potentielle Energie. Der Wasserdampf steht unter Druck, das ist potentielle Energie, und er ist heiß, das ist innere Energie. Seine kinetische Energie (d. h. Strömungsgeschwindigkeit) entsteht erst in der Turbine.
• "Rotationsenergie" (Drehung) ist "Bewegungsenergie" und das ist dasselbe wie "kinetische Energie". Rotationsenergie ist am genauesten: Die Turbine flitzt ja nicht wie eine Rakete durch die Gegend - Das wäre "Translation".
• Die "elektrische Energie" wird gern vergessen - das kostet dann immer einen halben Punkt.

4.1.3 hatten wir noch nicht - darauf kommen wir später zurück.

Nächste Teilaufgabe

• Was ist gegeben?

Vorüberlegungen:

• Wie viele gültige Ziffern müssen berücksichtigt werden? (Antwort: zwei)
• Hier steht ein Wirkungsgrad:
• Welche Größen ordnet man der "Nutz"-Seite zu, welche der "Zu"geführt-Seite? (gleiche Fragestellung wie bei 4.1.1)

Merke: Bei Wasserkraftwerken wird immer mit der potentiellen Energie gerechnet.

Lösungsansatz:

FS Seite 86: potentielle Energie und Hubarbeit entsprechen sich.

•  Die Höhe ist gegeben. Es fehlt die Gewichtskraft.

FS Seite 83: Der Ortsfaktor verknüpft Gewichtskraft und Masse.

•  Das ist die Standardformel bei Wasserkraftwerken. Sie steht nicht in der FS. Bitte merken!

FS Seite 83: Aus Dichte und Volumen von Wasser berechnet man die Masse.

Damit können wir in die Musterlösung (mebis) einsteigen:

 Letzte Teilaufgabe:

Musterlösung:

Anmerkung:  Es genügt völlig, wenn nur zwei der aufgeführten Vor- bzw. Nachteile genannt werden.