Aufgaben
Wenn wir für Luca ein Belüftungssystem bauen wollen, braucht es eine Energiequelle. Wir versuchen aus zwei ungleichen Metallen «Elektronen» zum Fliessen zu bringen und dabei einen Motor zu betreiben.

Vorgehen
Zuerst begründete Vermutungen ausfüllen und diskutieren, bevor die Experimentier-Materialien an die Schülerinnen- und Schüler ausgeteilt werden.

Hintergrund

Die Kabel sind «Pfade» für die Elektrizität, auf denen sie sich bewegen kann. Elektrizität kann nur dann fliessen, wenn diese «Pfade» zu einem «Kreis» zusammengeschlossen sind. Es ist nicht die Energie des Essig-Salz-Gemisches, welche den Motor zum Drehen bringt. An den beiden Metallen der «Essig-Batterie» findet eine chemische Reaktion statt. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, können winzig kleine Teilchen, die man Elektronen nennt, durch die Kabel fliessen. Elektronen sind so klein, dass sie von blossem Auge nicht zu sehen sind. Sie sind aber sehr wichtig, denn ohne sie gäbe es keine Elektrizität (vgl. Physik for kids, 2019). Die Elektronen bringen den Motor zum Drehen.
Die Reaktion ist beendet, wenn keine elektrisch geladenen Atome (Ionen) mehr vorhanden sind, die Konzentration zu niedrig wird oder wenn die Metalle mit Fremdatomen überzogen sind. Werden die Metalle mit Schleifpapier geschliffen und in eine neue Essig-Lösung getunkt, kann die Reaktion erneut durchgeführt werden.

Folgende Energieumwandlungen finden statt
An den Metallplättchen wird chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Dabei entsteht unter andrem auch Wärmeenergie. Der Elektromotor wandelt elektrische Energie in Bewegungsenergie um. Auch hier entsteht Wärmeenergie, welche wiederum nicht genutzt wird. Dies nicht verwendeten Energieformen bestimmen u.a. den Wirkungsgrad einer Maschine.

Anstatt eines Zinkplättchens kann ein Zinkdraht oder ein Aluminium- Magnesiumplättchen verwendet werden. Anstatt des Kupferplättchens kann ein Messingplättchen verwendet werden.

Die erste funktionsfähige Batterie wurde um 1800 von dem italienischen Wissenschaftler Alessandro Volta gebaut. Die sogenannte «Voltasche Säule war eine sehr beutende Erfindung. Mit ihr war es möglich, den elektrischen Strom zu erforschen.

Ergänzende Informationen
https://www.seilnacht.com/Lexikon/e_batt.html

Alternative zur Essig-Batterie:
Infos zur Versuchsanordnung «Kartoffel-Batterie»: Physik for kids
Infos zur Versuchsanordnung "Zitronenbatterie"
Ein kommerzielles Elektromotor-Produkt