Arbeitsblatt: Die Erfindung der Dampfmaschine

Die Erfindung der Dampfmaschine Name: Datum: Die Erfindung der Dampfmaschine gilt als Beginn der Industrialisierung, da mit ihrer Hilfe eine neue Art von Kraftquelle zur Verfügung stand. Nicht mehr die tierische oder menschliche Muskelkraft lieferte die Energie, sondern eine selbständig arbeitende Maschine. Das Entstehen von Fabriken war eine ihrer vielen Folgen. Die ganze Gesellschaft wurde durch sie tiefgreifend verändert. Schon in den frühen menschlichen Gesellschaften war man auf der Suche nach Antriebs- und Kraftquellen. Sie sollten Arbeitsschritte beschleunigen, effizienter machen und den Menschen entlasten. Die menschliche Erfindungsgabe half erste, noch einfachere „Maschinen zu entwickeln. • Aufgabe 1. Betrachte die folgenden vier Abbildungen. Sie zeigen je eine der frühesten „Maschinen der Menschheit. Stelle dir jeweils die Fragen: Welche Kraft treibt die Maschine an? Wozu diente wohl die Maschine? Notiere dann deine Vermutungen. Wie kam es nun eigentlich zur Erfindung der Dampfmaschine? Die gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Umstände spielten nebst der Erfindungsgabe bestimmter Menschen eine wesentliche Rolle. Man könnte sagen, die Zeit war reif für die Dampfmaschine, weil sie gebraucht wurde. • Aufgabe 2. Lies den kurzen Infotext. Führe im Anschluss das nachfolgend beschriebene Experiment durch. Anweisung zum Experiment: a) Zeige zuerst mit einer einfachen Skizze unter „Experiment, was passiert. b) Beschreibe unter „Beobachtung die festgestellten Reaktionen. c) Notiere unter „Erklärung die vermutete Begründung für die beobachteten Reaktionen. Am Anfang steht der Mangel an Holz Schauplatz ist Grossbritannien im 18.Jahrhundert: Das Land ist mächtig, reich, es kontrolliert die Weltmeere, die heimischen Händler führen weltweiten Handel und die Bevölkerung nimmt stark zu. Um Waren für den Handel anzufertigen und die Menschen zu versorgen, werden mehr Rohstoffe und Energie benötigt. Das begehrte Eisen wird für das Herstellen von Waffen und Werkzeugen aller Art gebraucht, während Holz die wichtigste Energiequelle ist. Mit Holz wird geheizt, werden Schiffe gebaut, aber auch Holzkohle hergestellt. Mit der gewonnenen Holzkohle ist es möglich, in den Hochöfen aus dem Eisenerz das begehrte Eisen zu ziehen. Doch durch die übergrosse Beanspruchung gehen die Wälder zurück und das Holz wird knapp. Auf der Suche nach einem Ersatz entdeckt man die Verwendbarkeit von Kohle, die man zu Koks (reiner Kohlenstoff, ohne die Nebenbestandteile der Kohle) zu verarbeiten lernt, um damit die Wohnungen oder eben die Hochöfen zu heizen. Kohle jedoch muss man, wie auch das Eisen, aus Bergwerken gewinnen. Beim Ausbau der Kohlen- und Eisenbergwerke ergibt sich das Problem, dass man bald einmal auf Grundwasser stösst; die Möglichkeiten, dieses Wasser wegzupumpen sind jedoch beschränkt. Üblicherweise treibt man die Pumpen mit Tieren oder einem Wasserrad an, erreicht damit aber nur eine geringe Leistung. Was soll man tun? Erfindergeister sind gefragt. In dieser Zeit (die wir heute ‚Aufklärung nennen) fehlt es auch nicht an Wissenschaftlern und Unternehmern, die an einen fast uneingeschränkten Fortschritt glauben und die überzeugt sind, dass dieses Problems technisch gelöst werden kann. Intensiv werden Versuche unternommen, die Kraft des Wasserdampfes auszunützen. Bergwerk zur Zeit der Industrialisierung: Links Bilder über die Arbeit im Stollen, in der Mitte der Querschnitt eines Schachtes mit Aufzügen und Stollen, in der Mitte rechts eine Pumpanlage, die das Grundwasser entfernte.