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.

Was bedeutet das?

4. Ergänzen Sie bitte die Verben im Passiv.

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.

Steht das im Text?

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.

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 60°C.

5. Das Arbeitsmittel verdampft bei einer Temperatur von nur 2°C.

6. Der Dampf erhitzt sich dadurch auf mehr als 60°C.

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 60°C.

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 2°C sinken.

2. Suchen Sie das Gegenteil zu den folgenden Wörtern aus dem Text.

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.

Steht das im Text?

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.

ЧАСТЬ 3

9. Die Arbeitsweise des Dieselmotors

Die Abbildungen 1 bis 4 zeigen Schnitte durch einen Dieselmotor. Wir erkennen einen Zylinder (Z), in dem sich der Kolben (K_o) 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?

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.

	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 Metall–Legierungen, 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.

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:

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.

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.

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 „MFD–Wandler“ genannt, eine entscheidende Bedeutung erlangen, sobald in Hochtemperatur–Kernkraftwerken oder in Fusionsreaktoren ein Plasma erzeugt werden kann.

1. Fragen zum Text:

1. Wie hat sich der Bedarf an elektrischer Energie entwickelt?

2. Welche Leistungen erbringen Turbinen- und Generatoren–Einheiten heutzutage?

3. Welchen Nachteil haben die heutigen Generatoren?

4. Wie nennt man ein überhitztes Gas?

5. Wie läßt sich aus einem überhitzten Gas Strom erzeugen?

6. Welche Funktion haben die Platten in dem beschriebenen Experiment?

7. Wie werden die neuartigen Generatoren genannt?

8. Wann könnten diese Generatoren zum Einsatz kommen?

2. Welches Verb paßt?

1. Das Buch ... mir sehr gut.

2. Die Atome ... in Elektronen und Ionen.

3. Das Haus ... langsam.

4. Die Preise ...

5. Es ... Schnee.

6. Die Temperatur ...

7. Der Film ... mir.

8. Die Eintrittskarten ... morgen.

9. Materie ...

10. In eine traurige Stimmung ...

11. Die Arbeit ... ihm schwer.

ЧАСТЬ 4

Messer aus Licht

Wie kann man ein Auge im Innern operieren, ohne es zu zerstören? Seit kurzem besitzt die Medizin das Instrument, welches hierzu nötig ist: ein Messer aus Licht, den sogenannten „Laser“.

Ein einfacher Laser besteht aus einem Stab (R) aus Aluminiumoxid, dem etwas Chrom beigemischt ist. Diesen roten, transparenten Stoff bezeichnet man als Rubin. Die beiden Enden des Stabes sind durch zwei Spiegel begrenzt. Einer der Spiegel (tS) ist teildurchlässig, das heißt, daß ein Teil des Lichtes ihn durchdringen kann. Dieser Rubinstab wird von einer Lampe (L) bestrahlt, die ein starkes grünes Licht aussendet.

Angenommen, ein „grünes“ Lichtquant (ein Photon) von der Lampe trifft auf ein Atom des Rubinstabs. Ein Elektron dieses Atoms absorbiert das Photon und speichert seine Energie. Dabei „springt“ das Elektron auf eine höhere Bahn. Nach einer gewissen Zeit fällt es um eine Stufe zurück. Dabei gibt das Elektron einen Teil der aufgenommenen Energie als „rotes“ Photon wieder ab. Das Elektron springt nicht sofort auf die ursprüngliche Bahn zurück, sondern in zwei Stufen.

Nehmen wir weiter an, ein solches „rotes“ Photon trifft auf ein Elektron, das ebenfalls ein „grünes“ Lichtquant absorbiert hat. Sofort gibt auch dieses Elektron ein „rotes“ Photon ab, und nun wandern beide Photonen „Hand in Hand“ zusammen weiter – mit genau derselben Schwingung und in genau dieselbe Richtung. Die zwei Photonen treffen auf andere Atome (A₃ und A₄), die Lichtquanten gespeichert haben, und wiederum werden Photonen frei, die sich den ersten anschließen. Durch die beiden Spiegel werden sie viele Millionen mal im Rubinstab hin- und herflektiert. Diese wie disziplinierte Soldaten in „gleichem Schritt“ marschierenden Photonen nehmen auf ihrem Weg immer mehr „Kameraden“ mit; so entsteht ein intensiver Strahl einfarbigen, scharf gebündelten Lichts, der durch den teildurchlässigen Spiegel als Laserstrahl (Ls) aus dem Rubinstab schießt.

Laserstrahlen dienen als Träger von Energie und Information. Mit Hilfe von Linsen kann man sie auf Durchmesser von einem Hunderttausendstel Zentimeter konzentrieren. Dadurch entstehen Strahlen von einer solchen Energiedichte, dass man damit die härtesten Stoffe wie Stahl und Diamanten, aber auch Organe des menschlichen Körpers mit höchster Präzision durchbohren und schneiden kann. Wie gewöhnliches Licht dringen sie durch unsere Sehlinsen, ohne sie zu schädigen, und erlauben Operationen sogar im Innern der Augen.

1. Vervollständigen Sie bitte die Beschreibung eines Lasers, indem Sie die folgenden Wörter an der richtigen Stelle einsetzen.

Ein Laser besteht aus einem ... aus ... und ... Der rote transparente Stoff heißt ... . Die Enden des ... sind durch 2 ... begrenzt. Einer der ... ist teildurchlässig.

Dadurch kann ihn ... durchdringen. Der ... wird von einer ... bestrahlt, die ein grünes ... aussendet.

2. Verbinden Sie die folgenden Sätze mit einem Relativpronomen.

Beispiel

1. Ein „rotes“ Photon trifft auf ein Elektron. Dieses Elektron hat ebenfalls ein „grünes“ Lichtquant absorbiert.

2. Die zwei Photonen treffen auf andere Atome. Diese Atome haben Lichtquanten gespeichert.

3. Es werden Photonen frei. Diese Photonen schließen sich den ersten an.

4. Es entsteht ein intensiver Strahl einfarbigen, scharf gebündelten Lichts. Dieser Strahl schießt durch den teildurchlässigen Spiegel als Laser aus dem Rubinstab.

3. Sie arbeiten als Arzt/Ärztin in einem Krankenhaus, Ihr/e Chef/in will die Laseroperation einführen. Führen Sie mit ihm/ihr ein Gespräch über Vorteile und Schwierigkeiten bei dieser Behandlung.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: