Wasser und Energie für alle · Band eins
02 Eine Schaufel wie zwei Löffel
Zwei Schalen und eine Kante
Eine Form, die du mit einem Erwachsenen betrachten kannst
Vereinfachtes Modell, nicht maßstabsgetreu
Schau hin, verbinde die Ideen und erzähle
- Wasser
- Schaufeln
- Turbine
Wörter und Zeichen helfen beim Erzählen. Größen und Abstände entsprechen nicht der Wirklichkeit.
Manche Turbinen haben Schaufeln, die wie zwei verbundene Löffel aussehen. Der Wasserstrahl trifft auf die Mitte. Er teilt sich und folgt den beiden gebogenen Seiten. Das Wasser ändert seine Richtung und drückt gegen die Schaufel. Viele Schaufeln bringen das Rad zum Drehen.
Warum ist die Schaufel gebogen?
02 Gemeinsam entdecken
Wir schauen auf zwei große Löffel, die nebeneinander gezeichnet sind. Mit ihnen können wir uns die Schaufel vorstellen. Eine echte Schaufel wird aber eigens dafür gebaut. Der Wasserstrahl trifft auf die Mitte. Das Wasser folgt den Rundungen und ändert die Richtung. Die Kraft, die dabei entsteht, hilft, das Rad zu drehen.
„Warum machen wir nicht alle Schaufeln gleich?“ Weil das Wasser nicht immer auf die gleiche Weise ankommt. Fachleute untersuchen den Ort. Dann wählen sie die passende Turbine. Eine dieser Turbinenfamilien heißt Pelton.
- Ein Wasserstrahl
- Zwei gebogene Schalen
- Druck auf die Schaufel
Ein Modell hilft uns, die Idee zu verstehen. Farben und Formen sind keine Messwerte. Wenn Pfeile zu sehen sind, zeigen sie den Weg, den der Text erklärt.
02 Wir zeichnen und erzählen
Kleine Hilfen für meine Zeichnung
- Wasser
- Schaufeln
- Turbine
Schau dir diese Zeichen an. Male dann dein eigenes Bild auf die freie Fläche.
Der Erwachsene zeichnet eine Schaufel mit zwei verbundenen Schalen und einer Kante in der Mitte. Das Kind zeichnet eine blaue Linie bis zu dieser Kante. Dann führt es den Weg auf beiden Seiten weiter.
Wir schauen auf zwei Zeichnungen, die der Erwachsene vorbereitet hat: eine Ansicht von oben und eine von der Seite. „Sehen wir zwei verschiedene Dinge?“ Nein. Es ist dasselbe Modell aus verschiedenen Richtungen. Zeichnungen helfen uns, Formen zu verstehen. Sie beweisen allein noch nicht, dass eine echte Maschine funktionieren wird.
Mein Bild erzählt
Hier kann ein Erwachsener einen Satz aufschreiben, den das Kind gesagt hat.
02 Für Erwachsene
Eine Schaufel wie zwei Löffel
Dies ist das Prinzip der Pelton-Turbine. Die Kante in der Mitte teilt den Strahl auf die beiden Schalen auf. Weil das Wasser seine Richtung ändert, wirkt eine Kraft auf die Schaufel. Die Ansicht von oben und der Querschnitt zeigen verschiedene Aspekte dieses Vorgangs. Das Holzrad aus der vorigen Szene ist keine Pelton-Turbine.
Der Vergleich mit zwei Löffeln macht die doppelte Schalenform erkennbar, ohne vom Kind Kenntnisse der Strömungslehre zu verlangen. Die Kante teilt den Strahl, und die gebogenen Flächen lenken die Strömung um. Stellen Sie das Holzrad aus dem vorigen Kapitel nicht als Pelton-Turbine dar.
Ein Querschnitt ist ein gedachter Schnitt, durch den man eine innere Form sehen kann. Eine Ansicht von oben zeigt eine andere Perspektive. Bei der Entwicklung sind Zeichnungen mit Maßangaben und geeignete Prüfungen nötig. Die vorgeschlagene Tätigkeit dient nur dazu, Formen zu erkennen. Sie ist kein Wirkungsgradtest. Bitten Sie das Kind, die Kante zu zeigen, die den Strahl teilt. Eine Geste genügt als Antwort.
Die Frage und eine mögliche Antwort
Warum ist die Schaufel gebogen?
Die Rundungen ändern die Richtung des Wassers. So kann eine Kraft auf die Schaufel wirken.
Auch eine Geste oder eine unvollständige Antwort ist willkommen. Wenn der Zusammenhang noch nicht klar ist, greifen Sie nur einen Schritt im Bild wieder auf.
Quellen zum Weiterlesen F1 · Abschließender Teil des Buches
Mit einem Erwachsenen mehr erfahren · F1 U.S. Department of Energy
https://www.energy.gov/cmei/water/types-hydropower-turbines
