8.6: Aká vysoká je energetická účinnosť rôznych druhov dopravy?
Predbežná poznámka
Túto hodinu je možné integrovať do hodín matematiky. Precvičuje sa proporcionalita a pravidlo troch, ako aj premena jednotiek.
Vyriešte problém (v skupinách po dvoch)
Učiteľ rozdá pracovný list 29 (spotreba energie rôznych dopravných prostriedkov) a vysvetlí cieľ cvičenia: Študenti by si mali porovnať energetickú náročnosť autobusov, automobilov, električiek a bicyklov.
Potom, čo sa učiteľ presvedčí, že študenti podrobne pochopili tabuľku v pracovnom liste, sa pýta, prečo jednotlivé vozidlá nemožno jednoducho porovnávať na základe údajov v prvom riadku. Žiaci si uvedomujú, že to nie je možné, pretože spotreba energie sa udáva v rôznych meracích jednotkách (litre benzínu alebo nafty na 100 km; kWh/km; kcal/km). Najskôr je potrebné všetky energetické informácie previesť na rovnakú jednotku merania. Iba potom je možné porovnať spotrebu energie na prepravu 300 osôb na vzdialenosť jedného kilometra - autobusmi, autami, električkami a bicyklami -.
Obr. 1: Porovnanie spotreby energie autobusmi a automobilmi [1]
Anotácia: Prevodové cvičenia nie sú pre študentov často ľahké. Preto by ste mali výpočet dopravného prostriedku (napríklad na bicykel alebo autobus) vykonať spoločne. Len v prípade, že je zaistené správne pochopenie tohto aritmetického cvičenia, môžu študenti pokračovať sami v skupinách po dvoch.
Spoločná diskusia
Študenti prichádzajú k nasledujúcim záverom.
| 55 litrov nafty na 100 km | 8 litrov benzínu na 100 km | 5 kWh na km | 20 kcal na km | |
| 297 kWh na 100 km | 28 kWh na 100 km | 5 kWh na km | 0,023 kWh na km | |
| 3.0 | 0,28 | 5.0 | 0,023 | |
| 100 | 1 | 5 | 180 | 1 |
| 3 | 300 | 60 | 1.7 | 300 |
| 9.0 | 84 | 16.8 | 8.5 | 6.9 |
Tab.1: Špecifická spotreba paliva pre rôzne dopravné prostriedky
Vedecké poznámky
Pre tabuľku boli použité nasledujúce zdroje
Pri prepočítavacích koeficientoch „liter benzínu v kilowatthodinách (kWh)“ a liter nafty v kWh “sa zohľadnila účinnosť motorov. Účinnosť pre benzínové motory (benzín) je 35 až 40% a pre naftové motory okolo 50% Pre prepočítavacie faktory nasleduje výhrevnosť benzínu (9 kWh) a nafty (10,7 kWh):
1 liter benzínu zodpovedá 3,5 kWh
1 liter nafty zodpovedá 5,4 kWh
Kilokalórie (kcal) je možné previesť priamo na kilowatthodiny (kWh):
1 kWh zodpovedá 860 kcal
Možno diskutovať o energetickej účinnosti alebo efektívnosti rôznych druhov dopravy (s prísnym zohľadnením počtu prepravených osôb). Výhodou „aktívnych“ druhov dopravy však nie je len energetická účinnosť, neexistujú ani problémy s parkovaním, nedochádza k nepredvídateľným oneskoreniam (súvisiacim s preťažením), fyzická aktivita robí niečo pre vaše zdravie a vy niečo robíte pre životné prostredie (cyklistika áno). najnižšia uhlíková stopa).
Vzdelávacia poznámka
Prečo sa porovnáva spotreba energie s dĺžkou iba jedného kilometra? Je skutočne jasné, že by ste mali používať bicykel alebo chodiť pešo na tak malú vzdialenosť. Táto trasa vedie iba sem, aby sa obmedzili (už početné) konverzie. Samozrejme, všetky údaje môžete dať do súvislosti s 10 km (vynásobením 10). To by bolo reálnejšie, pokiaľ ide o každodennú dopravu vo vnútri mesta.
Zhrnutie
Trieda formuluje záver spoločne.
Príklad: Nie všetky druhy dopravy majú rovnakú energetickú účinnosť. „Mäkké“ dopravné prostriedky (bicykle) spotrebúvajú veľmi málo energie a sú vhodné na krátke vzdialenosti. Verejná doprava je účinnejšia ako auto.
poznámka pod čiarou
1: Obr. 1: 6. ročník od Sophie Gouet (Paríž)