Arbeitsblatt: Dampfmaschine

Die Dampfmaschine Lernziele: • Du weißt, wer die Dampfmaschine erfunden hat. • Du kennst mehrere Vorteile, welche die Erfindung der Dampfmaschine mit sich brachte. Die Menschen waren seit Jahrtausenden auf die natürlichen Kräfte der Natur angewiesen. Das änderte sich erst, als die Menschen lernten, Kraft künstlich zu erzeugen; als sie lernten, die Kraft des sich ausdehnenden Wasserdampfes in einer Maschine zu nutzen: in der Dampfmaschine. Mit der Erfindung der Dampfmaschine begann unser Zeitalter der Technik und der Naturwissenschaften, begann die grosse Industrielle Revolution, die seither das Leben der Menschen immer stärker bestimmte. Die ersten neuentwickelten Maschinen, die in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts gebaut wurden und zum Einsatz kamen, wurden noch mit Wasserkraft oder Tieren betrieben. Im Jahre 1769 ließ sich der Schotte James Watt eine Erfindung patentieren, die die Welt verändern sollte: Die Dampfmaschine war geboren. Ihre Leistungskraft überstieg die bisherigen Möglichkeiten der Energiegewinnung um ein vielfaches. Sie konnte mit billiger Kohle beheizt werden und lieferte stetig eine konstante Energiemenge, mit der Pump- und Förderanlagen in Bergwerken, Webstühle und andere neuartige Maschinen angetrieben wurden. Sehr bedeutend war auch der Umstand, dass die Dampfmaschine die Fabriken unabhängig von natürlichen Antriebsmöglichkeiten machte. Nun war es möglich, praktisch überall Produktionsstätten zu errichten. Ein ungeheuerlicher Vorteil! Selbst in der Landwirtschaft fanden die Dampfmaschinen Verwendung. Sie trieben Dreschmaschinen an und zogen die schweren Stahlpflüge mit deutlich gestiegener Kraft als früher über die Felder. Die Dampfmaschine eroberte die Welt im Sturm. Bereits zu Beginn des 19. Jahrhunderts wurde sie praktisch überall eingesetzt. Stetig wurde die Erfindung verfeinert und weiterentwickelt. Das war die Geburtsstunde der modernen Fabrik. Erst durch die Erfindung der Dampfmaschine konnte sich das Fabrikwesen unserer Zeit ausbilden. Neben der Dampfmaschine waren weitere bedeutende Erfindungen maßgeblich verantwortlich für den rasanten wirtschaftlichen Aufschwung in vielen Ländern der Erde. So z.B. die im Jahre 1764 von James Hargreaves mit acht Spindeln ausgestattete Spinning Jenny, eine neuartige Spinnmaschine mit erheblich gesteigerter Produktivität. Im Laufe der Jahrzehnte konnte durch neuartige Techniken immer hochwertigeres Metall erzeugt werden. Dieser wertvolle Werkstoff fand nun auch Verwendung beim Brückenbau, beim Bau von Werkzeugmaschinen oder beim Bau der ersten Gleisanlangen für die Eisenbahn. Schließlich wurde Gussstahl erfunden, eine besonders harte und starke Legierung aus Eisen und Kohlenstoff. Roheisen wurde hierbei auf extrem hohe Temperaturen erhitzt, bis es flüssig war. Diese Technik ermöglichte es, den Rohstoff mit Hilfe von Formen und Pressen in jede erdenkliche Form zu bringen. Neben der Dampfmaschine war die Entwicklung der Eisenbahn ein nicht minder wichtiger Triebmotor der Industrialisierung, denn mit ihrer Hilfe konnten schwere Güter in für damalige Verhältnisse revolutionär kurzer Zeit von Ort zu Ort transportiert werden. Auf dem Schaubild unten ist der Querschnitt einer Dampfmaschine dargestellt. Ordnet die einzelnen Vorgänge den im Bild abgebildeten Ziffern zu, um zu erfahren, wie eine Dampfmaschine funktioniert .Der entstandene Dampf wird durch die Rohre geleitet. .Er bewegt das Rad, das die Maschine antreibt. .Nun entweicht der Dampf über den Kondensator. .In dem Kessel wird das Wasser erhitzt. .Im Zylinder dehnt der Dampf sich aus und bewegt den Kolben nach oben. .Das Auf- und Ab des Kolbens bringt den Balancierbalken in Schwung. Dadurch wird der Balancierbalken in Bewegung gesetzt. Kondensator mit Pumpe und Kühlwasserbehälter Nenne 3 wichtige Vorteile, welche die Erfindung der Dampfmaschine mit sich brachte: . .