Logistikmeister. Vorbereitung auf das Fach NTG (Naturwissenschaftliche und technische Grundlagen)

Inhaltsverzeichnis

1. Chemie
- Oxidation, Reduktion
- Korrosion und Korrosionsarten
- Korrosionsschutz
- elektrochemische Spannungsreihe
- Luft
- Wasser und sein Dipolcharakter, Lösung
- Wasserstoff und seine Herstellung
- Säuren und Laugen
- Neutralisation

2. Physik
- Formelumstellungen
- Einheiten nach SI-System, dezimale Einheiten
- Länge, Flächen, Volumen
- Vergleich Celsius °C Kelvin K
- Längen und Volumenausdehnung
- Bewegungsvorgänge
- Kräfte
- Energie und Energieumwandlung
- Arbeit und Leistung
- Festigkeitslehre

3. Elektrotechnik
- Was ist Elektrizität?
- Sicherheitsvorschriften
- Ohm'sches Gesetz
- Reihenschaltung, Parallelschaltung
- Leistungsberechnungen
- Elektrische Arbeit

4. Statistik
- Was ist Statistik
- Normalverteilung

5. weitere Informationen
- Kernkraftwerke
- Verbrennungsmaschinen (Otto + Dieselmotor)
- alternative Energiequellen

6. Lösungen zu den Aufgaben

Vorwort

In diesem Buch finden Sie wichtige Elemente, die Sie auf den Unterricht im Fach NTG der Logistikmeister vorbereiten sollen.

Wie Sie vielleicht schon wissen, ist das Fach NTG in vier Bereiche gegliedert:

1: Chemie Prüfungsanteil 10%
2: Physik Prüfungsanteil 50%
3: Elektrotechnik Prüfungsanteil30%
4: Statistik Prüfungsanteil 10%

Aufgrund dieser Verteilung des Stoffes ist es ratsam, sich zuerst auf die Bereiche zu konzentrieren die den höchsten Prüfungsanteil stellen.

Ich wünsche Ihnen viel Spaß bei der Lektüre dieses Buches.

Michael Dotzel

Chemie

- Oxidation, Reduktion

Wichtige Begriffe in der Chemie sind die Begriffe „Oxidation und Reduktion“. Hier werden nun beide Begriffe erklärt:

Oxidation bedeutet, ein Stoff nimmt aus der Umgebung Sauerstoff auf. Dabei entsteht ein Oxyd.

Beispiel: Eisen + Sauerstoff= Eisenoxyd

oder auch Rost oder Korrosion genannt.

Reduktion bedeutet, es wird Sauerstoff abgegeben.

Ein Beispiel dafür ist die Herstellung von Stahl im Hochofenprozess.

Merke: Oxidation = Aufnahme von Sauerstoff

Reduktion = Abgabe von Sauerstoff

Wenn Wasser H2O zerlegt wird bleibt Wasserstoff und Sauerstoff als Elemente übrig: Daraus folgt:

Sauerstoff ist ein gutes Oxidationsmittel Wasserstoff ist ein gutes Reduktionsmittel

- Korrosion

Jährlich gehen in Deutschland mehrere Millionen Euro durch Korrosion verloren.

Es gibt verschiedene Korrosionsarten:

1. Chemische Korrosion
2. elektrochemische Korrosion
3. Kontaktkorrosion

Über diese wichtigen Arten der Korrosion sollte man sich im Vorfeld informieren.

- Korrosionsschutz

Maßnahmen zum Korrosionsschutz sind z.B:

1. Galvanisieren
2. Tauchen
3. Opferanode
4. Diffundieren
5. Plattieren
6. Eloxieren
7. Phosphatieren
8. Chromatisieren
9. Auftragen von Schutzschichten

- elektrochemische Spannungsreihe

Die elektrochemische Korrosion ist die am weitesten verbreitete Korrosionsform. Viele Vorgänge können mithilfe der elektrochemischen Spannungsreihe erklärt werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

Alle Elemente von 0,00 V bis -1,6 V sind zunehmend unedler von 0,00 bis 1,42 V zunehmend edel, dass heißt: wenn eine elektrochemische Korrosion auftritt wird immer das unedler Metall zerstört.

Ein Beispiel: Schauen Sie sich mal eine Batterie in Ihrer Fernbedienung am Fernseher an. Sie finden eine Bezeichnung der Spannung von 1,5 Volt.

Denn eine normale Batterie besteht aus Kohlenstoff und Zink.

Schauen wir in die Spannungsreihe da sehen wir:

- Zink Spannung von -0,76 V
- Kohlenstoff Spannung von 0,74 V

Rechnen wir: C+Zn = + 0,74 V - (- 0,76 V) = 1,5 V Rechnen Sie selbst ein paar Beispiele aus ü

Merke: Eine elektrochemische Korrosion tritt auf, wenn 2 Stoffe, mindestens aber 1 Metall mit einer leitenden Flüssigkeit, dem Elektrolyt leitend verbunden ist.

Je aggressiver des Elektrolyt umso stärker die Korrosion. ( z.B. Wasser oder Säure )

- Luft

Was Sie über Luft wissen sollten, ist die Zusammensetzung des Gasgemisches. Es besteht aus:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

Die Gasanteile bleiben bis zu einer Höhe von etwa 20 km konstant.

Merke: Luft ist ein Gasgemisch das für die Produktion von technische Gasen verwendet wird. z.B. Argon als Schweißgas.

- Wasser und sein Dipolcharakter, Lösung

Wasser nimmt % der Erdoberfläche ein. Wasser findet man als Grund- und Oberflächenwasser. Es kommt in Lebewesen und in der Atmosphäre als Wasserdampf vor.

Chemisch gebunden findet man es als Kristallwasser. Wasser bildet ein Dipol. Die Moleküle sind sehr stabil und spalten sich nur unter Zufuhr von großen Energiemengen. ( Elektrolyse von Wasser )

Dipol heißt eigentlich nichts anderes als 2 Pole, eine + Pol und einen - Pol.

Schauen Sie mal auf eine Wasserflasche die Sie im Handel kaufen können. In diesem Mineralwasser sind verschiedene Salze und Mineralstoffe gelöst. Zum Beispiel: Salz = Natriumchlorid.

Das heißt:

Im Wasser sind Natrium + und Chlorid - gelöst.

Das heißt Lösung. Wenn Sie das Wasser erhitzen und komplett verdampfen lassen wird die Lösung aufgehoben und die Salze kommen wieder zum Vorschein.

- Wasserstoff und seine Herstellung

Wasserstoff ist ein Element das vor allem im Wasser und auch teilweise in unsere Luft gebunden ist.

Wir wissen schon, dass Wasserstoff ein gutes Reduktionsmittel ist und die Herstellung wurde auch schon kurz angesprochen. Es geschieht durch Elektrolyse von Wasser, dass heißt Wasser wird unter Spannung gesetzt.

Dabei spalten sich Sauerstoff und Wasserstoff auf.

Ein Beispiel dafür ist die Autobatterie wenn sie geladen werden soll. Hier wird Sie unter Spannung gesetzt und dabei entsteht Wasserstoff, denn Sie müssen die Kammerverschlüsse aufdrehen damit das Gas entweichen kann und es nicht zu Explosion kommt.

Außerdem ist Wasserstoff hochexplosiv, wie es am deutschen Zeppelin „Hindenburg“ zu sehen war.

- Säuren und Laugen

Hier sollten Sie aufjedenfall die Sicherheitshinweise für Säuren und Laugen beherrschen.

Beispiel:

„Schützt du Wasser in die Säure, dann geschieht das ungeheure“

- Neutralisation

Unter Neutralisation versteht man eine chemische Reaktion von Säuren und Laugen zu Salzen und Wasser.

Beispiel: Säuren haben eine pH Wert von 0-6

Laugen haben einen pH Wert von 8-14

auch genannt Säuren sind sauer und Laugen alkalisch.

Der sogenannte neutrale pH-Wert ist also 7.

Verbindet man also Säuren und Laugen so, dass ein pH Wert von 7 entsteht sind beide neutralisiert und es entstehen wie schon gesagt Wasser und Salze.

Physik

- Formelumstellungen

In den vielen Kursen für das Fach NTG habe ich festgestellt, dass viele Teilnehmer schon lange die Schulzeit hinter sich gelassen haben und dabei entstanden viele Probleme bei der Umstellung von Formeln

Hier möchte ich Ihnen nochmals erklären wie eine Formel umgestellt wird.

Nehmen wir zuerst ein einfachen Zahlenbeispiel:

5+3 = 8 oder in Buchstaben a+b = c

Hier handelt es sich um rein positive Zahlen und Buchstaben. Wir könnten auch schreiben:

+5+3 =8 oder +a+b =c

Stellen wir um nach b oder nach der Zahl 3

b und 3 haben ein positives Vorzeichen also+

Beim Umstellen einer Formel wird das entsprechende Element mit dem umgekehrten Vorzeichen auf die
andere Seite gesetzt.

Hier: +5 = 8-3 oder +a = b-c

oder 5 = 8-3 oder a = b-c

Merke: Beim Umstellen einer Formel wird das Element mit dem umgekehrten Vorzeichen auf die andere Seite gesetzt.

Beispiele:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

noch genauer aufgeschlüsselt werden wir zuerst m das im mal steht auf die andere Seite mit geteilt bringen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

undjetzt noch g auf die andere Seite mit geteilt bringen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

Ich habe aus Verständnisgründen die Therme in Klammem gesetzt obwohl es nicht notwendig ist, aber wenn Sie solche Formeln so in Ihren Taschenrechner eingeben dann erhalten Sie aufjeden Fall das richtige Ergebnis.

Kommen wir nun zu den Exponenten, keine Angst es ist auch ganz einfach.

Beispiel:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

Eine Exponent a2 heißt das sich ein Wert mit sich selber multipliziert.

Um einen Exponent rückgängig zu machen wird einfach die Wurzel gezogen.

Beispiel:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

Geben Sie die Formel in Ihren Taschenrechner ein.

Üben wir mit dem Satz des Pythagoras:

a2 + b2 = c2

Diese Formel haben Sie mit Sicherheit schon gehört. Alle Elemente haben einen Exponenten nämlich 2 Stellen wir die Formel nach a um.

a2 = c2 — b2

Um a zu berechnen müssen wirjetzt die Wurzel ziehen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

Merke: Um eine Exponenten rückgängig zu machen müssen wir die Wurzel ziehen.

Einer der schwersten Formel die Sie erwarten wird, ist die der Kreisringberechnung:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten.

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