8.6: Mennyire magas a különböző közlekedési módok energiahatékonysága?
Előzetes megjegyzés
Ez a lecke integrálható a matematika órákba. Az arányosságot és a három szabályát, valamint az egységek átváltását gyakorolják.
Probléma megoldása (kettes csoportokban)
A tanár kiosztja a 29. feladatlapot (a különböző közlekedési eszközök energiafogyasztása), és ismerteti a gyakorlat célját: A diákoknak össze kell hasonlítaniuk a buszok, autók, villamosok és kerékpárok energiafogyasztását.
Miután a tanár megbizonyosodott arról, hogy a tanulók részletesen megértették a munkalap táblázatát, megkérdezi, miért nem lehet egyszerűen összehasonlítani az egyes járműveket az első sor adatai alapján. A tanulók úgy találják, hogy ez nem lehetséges, mert az energiafogyasztás különböző mértékegységekben van megadva (liter benzin vagy dízel/100 km; kWh/km; kcal/km). Először is, az összes energiainformációt át kell alakítani ugyanazon mértékegységre. Csak ekkor lehet összehasonlítani az energiafogyasztást 300 ember egy kilométeres távolságra történő szállításához - buszokkal, autókkal, villamosokkal és kerékpárokkal.
1. ábra: Buszok és autók energiafogyasztásának összehasonlítása [1]
Megjegyzés: Gyakran előfordul, hogy az áttérési gyakorlatok nem könnyűek a hallgatók számára. Ezért egy közlekedési eszköz (például a kerékpár vagy a busz) számítását együtt kell elvégeznie. Kizárólag akkor folytathatják a hallgatók kettes csoportokban, ha megbizonyosodnak arról, hogy ezt a számtani gyakorlatot jól megértették.
Közös vita
A hallgatók a következő következtetésekre jutnak.
| 55 liter gázolaj 100 km-enként | 8 liter benzin 100 km-enként | 5 kWh/km | 20 kcal/km | |
| 297 kWh/100 km | 28 kWh/100 km | 5 kWh/km | 0,023 kWh/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 |
1. táblázat: Különleges üzemanyag-fogyasztás a különböző közlekedési eszközök számára
Tudományos jegyzetek
A táblázathoz a következő forrásokat használtuk
Az "liter benzin kilowattórában (kWh)" és a dízel liter kWh "átszámítási tényezőknél a motorok hatékonyságát vették figyelembe. A benzinmotorok (benzin) hatásfoka 35–40%, a dízelmotoroké pedig 50% körüli. A benzin (9 kWh) és a dízel (10,7 kWh) fűtőértéke az átváltási tényezőknél következik:
1 liter benzin 3,5 kWh-nak felel meg
1 liter gázolaj 5,4 kWh-nak felel meg
A kilokalóriákat (kcal) közvetlenül kilowattórákká (kWh) lehet átalakítani:
1 kWh 860 kcal-nak felel meg
Meg lehet vitatni az energiahatékonyságot vagy a különféle szállítási módok hatékonyságát (szigorúan figyelembe véve a szállított emberek számát). Az "aktív" közlekedési módok előnye azonban nemcsak az energiahatékonyság, nincsenek parkolási problémák sem, nincsenek kiszámíthatatlan (torlódásokkal kapcsolatos) késések, a fizikai aktivitás tesz valamit az egészségedért, és teszel valamit a környezetért (a kerékpározás nem a legalacsonyabb szénlábnyom).
Oktatási jegyzet
Miért csak egy kilométeres távolságot kell megtenni az energiafogyasztás összehasonlításához? Valójában egyértelmű, hogy ilyen rövid távolságot használjon a kerékpárjával, vagy gyalogoljon. Ez az útvonal csak a (már számos) konverzió korlátozására szolgál. Természetesen az összes adatot 10 km-hez is kapcsolhatja (szorozva 10-tel). Ez reálisabb lenne a napi belvárosi forgalom szempontjából.
Összegzés
Az osztály közösen fogalmaz meg egy következtetést.
Példa: Nem minden közlekedési mód rendelkezik azonos energiahatékonysággal. A "puha" szállítóeszközök (kerékpárok) nagyon kevés energiát fogyasztanak, és rövid távolságokra alkalmasak. A tömegközlekedés hatékonyabb, mint az autó.
lábjegyzet
1: 1. ábra: 6. osztály Sophie Gouet-től (Párizs)