Jufo 2013

Luca Zipfel - Daniel Lehmann - Jan Zudock 448

Fachbereich Arbeitswelt

3D-Metalldrucker

Theo Maulbetsch, Max Wiedemann

Theo (19) und Max (18) haben es sich zum Ziel gesetzt, einen 3D-Drucker auf Metallbasis zu entwickeln. Mithilfe eines starken Lasers, der pulverisiertes Eisen Computer-gesteuert Schicht für Schicht verschweißt, gelingt es so komplizierte Metallgegenstände zu drucken.

Betreuer: Prof. Dr. Uwe Klein

 

 3. Platz im fachgebiet chemie

Basisches Wasser - Einfach hergestellt!

Jan Zudock, Luka Zipfel, Daniel Lehmann

Luca Zipfel - Daniel Lehmann - Jan Zudock 448

In der heutigen Zeit, achten immer mehr Menschen auf gesunde Ernährung. In dem Bereich des Essens ist schon sehr viel geschehen, aber im Bereich des Trinkens noch fast gar nichts. Letztlich wurden aber Maschinen entwickelt, die basisches Wasser herstellen. Dieses basische Wasser soll gut sein, da wir in unserem Alltag sehr viele saure Getränke, wie z.B. Cola, Fanta oder Sprudel mit Kohlensäure, zu uns nehmen. Diese Maschinen haben aber einen Nachteil, sie kosten sehr viel. Das Ziel des Projektes von Jan (16) und Luca (17) ist es, eine preisgünstige Maschine zu entwickeln.

Betreuer: Prof. Dr. Uwe Klein

 

 

 

Fachbereich Biologie

Ausgeschimmelt - Nelkenöl vs. Schimmelpilz

Dilba Arslanoglu, cindy Ediger, Heike Klein

Dilba Arslanoglu - Cindy Ediger - Heike Klein 448

Nachdem sich Nelkenöl als bestes Mittel gegen Schimmelpilze erwiesen hatte, wollten Dilba (17), Cindy (17) und Heike (17) herausfinden, welche Inhaltsstoffe für die schimmelhemmende Wirkung verantwortlich sind. Dazu testeten die Schülerinnen zunächst den Hauptinhaltsstoff Eugenol auf seine Wirkung. Außerdem sind sie der Frage nachgegangen, bei welcher maximalen Verdünnung Nelkenöl bzw. Eugenol noch wirkt. Sie untersuchten auch, ob es Unterschiede zwischen Nelkenölen verschiedener Herkunft gibt. Eine Analyse der Nelkenöle wurde durchgeführt. Desweiteren untersuchten die Jungforscherinnen, ob Nelkenöl bzw. Eugenol auch das Schimmelpilzwachstum auf Silikonfugen verhindert und wie es aufgebracht werden kann.

Betreuer: Bernd Kaiser

 

Gewässergütebestimmung der Nagold

Melanie Fischer, Jessica Nowak

Melanie Fischer - Jessica Nowak 448Sauberes Trinkwasser ist für uns Menschen in Nagold etwas Selbstverständliches. Aber wie sieht es mit dem Gewässer in unserer „Nagold“ aus? Diese Frage stellten sich die beiden 14-jährigen Jungforscherinnen Melanie und Jessica. Über das ganze Jahr verteilt haben sie in regelmäßigen Abständen an vier unterschiedlichen Stellen Gewässerproben aus der Nagold entnommen und untersucht. Neben den pH-Werten prüften sie die Nitrat-und Nitritwerte, die wichtige Indikatoren für die Gewässergütebestimmung sind. Darüber hinaus haben sie Tierproben entnommen, bestimmt und ausgewertet. Das Vorkommen der verschiedenen Tierarten lässt Rückschlüsse zu, wie sauber bzw. verschmutzt das Gewässer ist. Es hat sich herausgestellt, dass die Nagold ein gering bis mäßig belastetes Fließgewässer ist.

Betreuerin: Dr. Daniela Weide, Gila Schaber

 

 

Fachbereich Chemie

2. Platz im Fachgebiet Chemie

Elektrochemische Erzeugung von Erdgas

Jan Zudok, Luca Zipfel

Jan Zudock - Luca Zipfe 448lBesonders durch die Entscheidung des letzten Jahres Atomkraftwerke in Deutschland vom Netz zu nehmen, wird die Investition in erneuerbare Energien immer wichtiger. Die meisten dieser Ideen, wie z.B. Windkraftanlagen, liefern nicht konstant die benötigte Energie. Jan (16) und Luca (15) haben elektrochemisch Methan hergestellt um überschüssige Energie zu speichern. Methan ist deshalb gut, weil man es gut speichern kann und durch die bereits vorhandenen Erdgasnetzwerde gut transportieren kann.Die Jungforscher haben durch Elektrolysen von Salzmischungen Methan hergestellt. Dies ist, nach Informationen von Jan und Luca, eine neue Idee und wurde wahrscheinlich vorher noch nie getestet. Die Analyse der erzeugten Gase erfolgt mittels Gaschromatographie.

Betreuer: Prof. Dr. Uwe Klein

 

Die warme Suppe für unterwegs ohne Gaskocher

Valentin Graf

Ursprünglich wollte der 13-jährige Valentin die Gefrierpunkterniedrigung von Calciumchlorid untersuchen. Beim Vorbereiten der Lösungen wurden aber diese sehr heiß. Das hat ihn veranlasst, einen „Suppenwärmer“ auf der Basis von Wasser und einer Calciumchlorid- und Calciumoxid-Mischung zu entwickeln. Immerhin konnte er die Suppe so auf 50-60°C erwärmen.

Betreuer: Theo Maulbetsch

 

1. Platz im Fachgebiet Chemie

Bestimmung des Silbergehalts von Erzen

Carolin Köbele, Lisa Weiß

Carolin Kbele - Lisa Wei 448Carolin (13) und Lisa (12) haben gelernt, dass man den Säuregehalt einer Lösung mithilfe einer alkalischen Messlösung bestimmen kann. Dazu verwendeten sie den Indikator Phenolphthalein, der sich nach der Vollendung der Reaktion rosa färbt. Das gleiche Prinzip (Titration) haben die Jungforscherinnen angewandt, um den Silbergehalt in einigen Münzen zu bestimmen. Dabei gilt als Reaktionsgleichung nicht die Neutralisation. Die Silberionen reagieren mit Chloridionen zu einem weißen Niederschlag, dem schwerlöslichen Silberchlorid. Diesen konnten die Jungforscherinnen nach Filtration und Trocknung wiegen und so den Silbergehalt bestimmen.

Betreuer: Prof. Dr. Uwe Klein

 

 

Fachbereich Geo- und Raumwissenschaften

2. Platz im Fachgebiet Geo- und Raumwissenschaften

Bestimmung der Radonentwicklung aus den Graniten im Schwarzwald

Jasha Grüner, Johannes Vitzthum

Johannes Vitzthum - Jasha Grner 448Es ist bekannt, dass Granite des Schwarzwaldes zum Teil einen erhöhten Urangehalt haben, die zur Bildung von Radon-Gas führen. Dieses radioaktive Gas kann in Häuser eindringen und so ein Gesundheitsrisiko darstellen. Diese natürliche Radioaktivität sollte deswegen beim Hausbau berücksichtigt werden. Jasha (10) und Johannes (15) haben mit einem mit einfachen Mitteln gebauten Messgerät die Radon-Entstehung nachweisen. Dazu haben die Jungforscher erstens Granitsteine aus der Umgebung von Nagold und zweitens Luft von Kellerräumen verschiedener Gebäude in der Stadt untersucht.

Betreuer:  Bernd Laquai

 

Flammenspektroskopische Gesteinsuntersuchung

Julian Bonfert

Julian Bonfert 448Der 10-jährige Julian hat verschiedene Gesteine mit Hilfe eines selbstgebauten Flammenspektroskops untersucht.Ergebnis: Besonders der Calcium-Nachweis gelingt gut, nicht nur der Natrium-Nachweis.

Betreuer: Theo Maulbetsch

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fachbereich Mathematik

1. Platz im Fachgebiet Mathematik

Analyse der Vedischen Mathematik

Urs Läpple, Luis Röhm

Urs Lpple - Luis Rhm 448Wer schon einmal in Indien war, hat sich vielleicht gefragt, warum Inder so schnell Kopfrechnen können. Urs Läpple (15) und Luis Röhm (10) testen, ob Europäer auch teilweise schneller als ein Taschenrechner sind. Sie analysieren und beweisen Teile der Vedischen Mathematik. Außerdem haben sie mit diesen Methoden schnelleres Kopfrechnen gelernt und sind begeistert.

Betreuer: Thorsten Hafner

 

 

 

 

 

Fachbereich Physik

Antrieb eines Modellautos durch Elektromagneten

Lukas  Männchen, Marcel Deuble, Julian Nasarov

Lukas (15), Marcel (13) und Julian (14) wollen bei Fahrzeugen verhindern, dass zu viel CO2 in die Atmosphäre gelangt. Deshalb haben sie beschlossen mehrere Elektromagnete zu entwickeln, um ein Fahrzeug in Bewegung zu setzen und über eine kurze Distanz anzutreiben. Sie haben einen Eisenkern vorne am Fahrzeug befestigt und schalten die Elektromagnete nacheinander ein/- und wieder aus.

Betreuer: Andreas Ade

 

Nutzung des Fahrwindes beim Auto (Energierückgewinnung)

Dominik Zelenak, Tom Sommer, Joel Müller

Wie kann man beim Autofahren Energie einsparen? Dominik (14), Tom (13) und Joel (14) wollen dazu den Fahrtwind nutzen. Die Jungforscher bauten einen Windkanal in ein elektrisch betriebenes Modellauto ein. Im Windkanal soll ein Windrad durch den Fahrtwind einen selbst gebauten Generator antreiben. Die Form des Windkanals soll dabei optimiert werden. Die dadurch „zurückgewonnene“ Energie konnten sie messen.

Betreuer: Andreas Ade

 

1. Platz im Fachgebiet Physik

Impedanzspektroskopischer Sensor zur Ermittlung der optimalen Waschleistung von Waschmaschinen

Dana Tran, Wolfgang Köbele

Dana Tran und Wolfgang Kbele 448Bei heutigen Waschmaschinen wird das Waschmittel von Hand dosiert – meistens zu viel. Dies führt nicht nur zu einem höheren Waschmittelverbrauch, sondern auch zu einem höheren Wasserverbrauch bei der Spülung. Für die Umwelt ist beides nicht vorteilhaft. Die volle Waschwirkung wird erst oberhalb der kritischen Mizellbildungskonzentration (kurz: CMC) erreicht. Die 16-jährige Dana und der 17-jährige Wolfgang ermittelten diese CMC für eine große Auswahl an Waschmitteln mithilfe der elektrischen Leitfähigkeit durch eine selbstentwickelte Apparatur. Allerdings ist der Zeitaufwand für diese Methode sehr groß und für die praktische Anwendung in einer Waschmaschine  nicht geeignet.Die Jungforscher lösten diese Probleme, indem sie die optimale Waschmittelkonzentration mittels Impedanzspektroskopie der Waschlauge ermittelten. Dabei wird an die Waschlauge eine Wechselspannung mit variabler Frequenz angelegt. Anhand des charakteristischen Impedanzverlaufs wird die optimale Waschmittelkonzentration bestimmt.

Betreuer: Prof. Dr. Uwe Klein

 

3. Platz im Fachgebiet Physik

Untersuchung von Elektromagneten

Uli Braun, Stefan Wahl

Uli Braun - Stefan Wahl 448Uli (12) und Stefan (13) haben noch keinen Physikunterricht. Sie interessieren sich für Magnete, da sie eine magische Kraft ausüben. Weil Permanent-Magnete nicht gesteuert werden können, wenden sich die Jungs Elektromagneten zu. Stefan und Uli haben herausgefunden, dass dabei die Stromstärke, die Zahl der Windungen, die Länge des Magneten und besonders der Kern eine wichtige Rolle spielen. Mit diesen Erkenntnissen haben die Jungforscher eine Schwebebahn gebaut.

Betreuer: Prof. Dr. Uwe Klein

 

1. Platz im Fachgebiet Physik

Optimierung der Fahrzeit und des Energieverbrauchs von Zügen mit Hilfe eines Vakuums

Sharina Kimura, Luisa Rank

Sharina Kimura - Luisa Rank 448Sharina (15) und Luisa (16) beschäftigten sich mit der Frage, ob bei längeren Zugreisen eventuell Zeit und Energie gespart werden kann.Zunächst befassten sich die Jungforscherinnen mit Rollreibung und Luftwiderstand. Sie lernten, dass der Luftwiderstand quadratisch mit der Geschwindigkeit zunimmt. Daraus folgerten sie, dass bei kleineren Geschwindigkeiten die Rollreibung den Energieverbrauch dominiert, während der Luftwiderstand bei größeren Geschwindigkeiten den Hauptfaktor des Treibstoffverbrauchs darstellt.Ist es möglich den Luftwiderstand zu minimieren? Lohnt es sich, das Vakuum als Umgebung für die moderne Infrastruktur zu nutzen? Ergebnis: Wäre es möglich, Züge in Röhren fahren zu lassen, die ein Vakuum halten, wäre eine Geschwindigkeits-Steigerung von über 700 km/h möglich.

Betreuer: Hermann Weik, Thorsten Hafner

 

 

Fachbereich Technik

Das Sonnenfahrrad

Ellen Braun, Jacques Braun

Jaques  Ellen Braun 448Dem Geschwisterpaar Ellen (19) und Jacques (15) ist bei der Landesgartenschau in Nagold aufgefallen, dass viele Besucher die Möglichkeit nutzten, ein Elektrofahrrad zu testen. Dies hat auch ihr Interesse geweckt und nach einem Gespräch mit einem Firmenvertreter war klar, dass die nächtliche Aufladung der Batterie noch nicht optimal ist. Sie haben ein Solarpanel auf den Gepäckträger montiert

Betreuer: Prof. Dr. Uwe Klein

 

 

 

 

 

 

 

Experimentelle Messung des Drucks über den Querschnitt eines Flügels

Henning Braun

Henning Braun 448Der 16-jährige Henning hat ein Druckprofil über einem Flügel erstellt. Dazu hat er ein Flügelprofil mit entsprechenden Messpunkten für seine Druckmessungen gebaut. Diese Sensoren wandeln Drücke in Spannung um, die mithilfe eines Programms eine graphische Darstellung des Druckprofils auf dem Computer möglich machten. Die Windgeschwindigkeit und der Anstellwinkel des Flügels sind dabei entscheidende Faktoren.

Betreuer: Andreas Lienke

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Entwicklung eines Windrades

Aron Barta

Der 14-jährige Aron ist der Frage nachgegangen, ob bei einem Windrad eine Effizienzsteigerung durch Nutzen der Abluft des Rotors möglich ist. Dazu hat er einen zweiten gegenläufigen Rotor angebracht. Seine Messungen zeigen, dass er eine 40 % höhere Energieausbeute erreicht hat.

Betreuer: Prof. Dr. Uwe Klein, Volker Klein

 

Bau eines intelligenten Stromnetzes

Florian Doll

Florian Doll 448Die erneuerbaren Energien sind ein Problem für das aktuelle Stromnetz. Da sie nur zu bestimmten Zeiten verfügbar sind, zum Beispiel nur wenn die Sonne scheint oder der Wind weht, müssen sie intelligent eingesetzt und am Besten zwischengespeichert werden. Florian (14) hat einen Weg gefunden, trotzdem saubere Energie vorzuhalten, wenn zum Beispiel die Sonne nicht scheint. Florian hat ein Modell eines intelligenten Stromnetzes gebaut, das zentral mit einem Mikrocontoller gesteuert wird.

 Betreuer: Thomas Rometsch