Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Übungen für Technologie für Gymnasiale Oberstufe

Wasserkraft

Wasserkraft ist die Energie, die mit Wasser verbunden ist, wenn es sich durch einen Kanal bewegt (kinetische Energie) oder wenn es in einer bestimmten Höhe gespeichert wird (potenzielle Energie). Wenn Wasser abgelassen wird, wandelt sich die potenzielle Energie in kinetische Energie (Geschwindigkeit) um, die für verschiedene Zwecke genutzt werden kann. Es ist eine erneuerbare Energiequelle (keine alternative Energiequelle).

Es gibt zwei wichtige historische Anwendungen der Wasserkraft:

• Von etwa 100 v. Chr. bis fast zum Ende des 19. Jahrhunderts wurde Wasserkraft hauptsächlich in mechanische Energie umgewandelt, die konkrete Anwendungen in Mühlen, Eisenhütten, Schmieden, Textilfabriken usw. fand.
• Ab dem frühen 20. Jahrhundert wurde

Grundlagen der Generatoren

Spannungsbereiche

• Hochspannung: 3 kV, 6 kV, 10 kV, 15 kV
• Übliche Spannung: 50–500 V
• Spezialspannung: 500–1000 V
• Kleinspannung: < 50 V (über Transformator)

Generatortypen und Antriebsarten

Wechselstromgeneratoren: Einphasige und dreiphasige Stromaggregate.

Antriebsmotoren:

• Benzin: Für kleinere Generatoren
• Diesel: Für Stromaggregate (GE)
• Gas: Für Großanlagen

Bestandteile eines Stromaggregats

• Erdung: Bestehend aus Erder und Ausbreitungswiderstand (30 mA).
• Schaltschrank:
  • Oberer Bereich: Amperemeter, Voltmeter, Frequenzmesser, Differenzialschutz und Not-Aus-Taste.
  • Unterer Bereich: Klemmbrett, Schnellverbindungen (Schuko-Typ, ein- und dreiphasig).
• Weitere Komponenten: Generator (mit dem Motor verbunden), Ölheizung, Motor,

Wärmebehandlung von Stahl: Grundlagen und Verfahren

Martensitische Wärmebehandlung (Abschrecken)

Die Wärmebehandlung von Stahl besteht aus dem Erhitzen bestimmter Eisenlegierungen, gefolgt von einer raschen Abkühlung in einem geeigneten Medium (Wasser, Öl oder Luft), um Stähle härter zu machen. Die Fähigkeit von Stahl, Martensit zu bilden, definiert seine Härtbarkeit.

Martensitischer Prozess

Der Stahl wird auf die Austenitisierungstemperatur erhitzt und dort gehalten, bis die gesamte Austenitphase umgewandelt ist. Anschließend erfolgt das Abschrecken in einem gekühlten Salzbad bei konstanter Temperatur. Während dieser Zeit darf keine Austenit-Transformation stattfinden. Die kubisch-raumzentrierte (KRZ) Struktur des Austenits wandelt...

Grundlagen der Mechanik und Maschinen

Einfache Maschinen

In Mesopotamien kannten die alten Philosophen um 3500 v. Chr. bereits die fünf einfachen Maschinen: Keil, schiefe Ebene, Rad und Hebel. Alle komplexeren Maschinen wurden aus diesen oder einer Kombination aus ihnen aufgebaut. Das Gesetz der einfachen Maschinen besagt, dass die aufbringende Kraft multipliziert mit ihrem Hebelarm gleich der Widerstandskraft multipliziert mit ihrem Hebelarm ist.

Beanspruchungen von Maschinenelementen

Wenn eine Kraft auf ein Objekt wirkt, neigt es dazu, sich zu verformen. Die Verformung hängt von Betrag, Richtung und Angriffspunkt der Kraft ab. Die Elemente von Maschinen unterliegen verschiedenen Beanspruchungen:

• Zug (Verlängerung)
• Druck (Verkürzung)
• Scherung

Die Geschichte des Pantheons: Von Agrippa bis Hadrian

Das Pantheon, ursprünglich von Marcus Vipsanius Agrippa im Jahr 27 v. Chr. errichtet, war ein Tempel, der den römischen Göttern geweiht war. Dieses erste Pantheon wurde jedoch im Jahr 80 n. Chr. durch einen Brand zerstört. Kaiser Hadrian ließ auf den Fundamenten des zerstörten Tempels einen neuen Bau errichten, der den Namen Agrippas ehren sollte. Der Entwurf dieses beeindruckenden Neubaus wird oft dem großen Architekten Apollodor von Damaskus zugeschrieben, obwohl Hadrians persönliche Beteiligung an der Gestaltung ebenfalls bedeutend war.

Architektur und Aufbau: Portikus und Rotunde

Der Tempel besteht aus einem großen, klassischen Portikus und einer imposanten zylindrischen Cella,...

Oberflächenbehandlung von Metallen

Nitrieren

Die Oberflächenhärtungsbehandlung erhöht die Korrosionsbeständigkeit. Sie erfolgt mit einem Strom von Ammoniak in einem Ofen bei hohen Temperaturen. Das Material kühlt schnell ab und wird anschließend geglüht.

Sulfinierung

Hierbei wird der Anteil von Schwefel und Stickstoff in der Oberflächenschicht des Stahls erhöht.

Oxidation

Metalle und Legierungen geben Elektronen ab und erhöhen ihre Oxidationsstufe. Gleichzeitig verschwindet ein anderer Stoff. Das Ergebnis ist eine Redoxreaktion. Alle Metalle können in warmer und trockener Umgebung oxidieren. Die Oxidschicht ist in der Regel kompakt, homogen und haftet an der Oberfläche, wodurch ein Schutzfilm (Passivierung) entsteht. Bei stark erhöhter...

Maltechniken und Materialien

Fresko (Al fresco)

Auf einer weißen Wand, wobei Kalk mit Pigmenten in Kalkwasser gelöst wird. Es ist eine frische Malerei, die große Sicherheit und Geschwindigkeit erfordert, da Korrekturen kaum möglich sind. Zunächst wird eine vorbereitende Zeichnung angelegt, die die Kanten festlegt und die Bereiche markiert, die an einem Tag bearbeitet werden (Giornata).

Tempera (Mittel)

Um leuchtende Farben zu erzielen. Die Pigmente werden in Bindemitteln wie gallertartigem Leim oder Eigelb verdünnt.

Ölmalerei

Auf Leinwand oder Holz. Verschiedene Pigmente werden in Öl gelöst. Eine Vielzahl von Bildkorrekturen und Mängeln kann behoben werden, obwohl Fehler mit der Zeit sichtbar werden können.

Aquarell (Aquarel·la)

Pigmente...

Grundlagen der Polymere und ihre Geschichte

Ein Polymer ist ein Stoff, dessen Moleküle aus einer großen Anzahl von sich wiederholenden Einheiten, den sogenannten Monomeren, bestehen. Diese Moleküle sind um ein Vielfaches größer als die von niedermolekularen Stoffen.

Schon seit den frühesten Zeiten hat der Mensch Wege gefunden, Polymere zu behandeln: Beispielsweise wurden Tierhäute zur Lederherstellung behandelt, Wolle gefärbt und zu Fasern verwoben, wie es auch bei natürlichen Polymeren der Fall ist.

Im Allgemeinen kann man sagen, dass fast alles, was wir auf der Erde finden, Polymere sind, mit Ausnahme von Metallen und anorganischen Verbindungen. Diese lassen sich in zwei Hauptgruppen einteilen: natürliche Polymere und synthetische

Kupfergewinnung und Verfahren

Welche Kupfermineralien werden zur Herstellung verwendet und welche Verfahren gibt es?

Es handelt sich hauptsächlich um Sulfide, die in Form von Kupfer enthalten sind. Die Gewinnung erfolgt über trockene und nasse Verfahren.

Phasen der Kupfergewinnung

Was bestimmt die Wahl zwischen dem nassen oder trockenen Verfahren?

Die Phasen umfassen Zerkleinerung, Fällung, Auflösung und Raffination. Die Nutzung von Bodenschätzen auf dem trockenen Weg wird bei mineralreichen Kupfererzen angewandt, während der nasse Weg für mineralarme Kupfererze genutzt wird.

10 Anwendungsbeispiele für Kupfer

• Wasserzähler
• Turbinen
• Propeller
• Gaszähler
• Pumpenwellen
• Schütze
• Relais
• Federn
• Getriebe
• Lager (Redaments)

Messing und Bronze

Messing: Definition

Das Pantheon in Rom

Das Pantheon wurde 27 v. Chr. erbaut, ist kreisförmig angelegt und allen Göttern gewidmet. Es wurde durch ein Feuer zerstört und in der Zeit Hadrians (frühe Kaiserzeit, 2. Jahrhundert n. Chr.) wieder aufgebaut. Als möglicher Architekt gilt Apollodor von Damaskus.

Architektur und Struktur

• Aufbau: Besteht aus einem großen, massiven Zylinder, dem eine Fassade mit einem oktastylen Portikus (acht Säulen) vorgelagert ist.
• Kuppel: Das zentrale Element ist die Kuppel mit einem 9 Meter durchmessenden Oculus, der als einzige Lichtquelle dient.
• Konstruktion: Die Kuppel ruht auf einer Reihe von Säulen und Pilastern, was dem Bau eine neuartige Leichtigkeit verleiht.
• Materialien: Durch den Einsatz von Beton und abgewandelten Gewölben