8.6: Колко висока е енергийната ефективност на различните видове транспорт?
Предварителна забележка
Този урок може да бъде интегриран в уроците по математика. Практикуват се пропорционалност и правилото на три, както и преобразуването на единици.
Решаване на проблем (в групи от по двама)
Учителят раздава работен лист 29 (консумация на енергия от различни транспортни средства) и обяснява целта на упражнението: Учениците трябва да сравнят енергийната консумация на автобуси, автомобили, трамваи и велосипеди.
След като учителят се увери, че учениците са разбрали подробно таблицата в работния лист, тя пита защо отделните превозни средства не могат просто да се сравняват въз основа на данните от първия ред. Учениците осъзнават, че това не е възможно, тъй като консумацията на енергия се дава в различни мерни единици (литри бензин или дизел на 100 км; kWh/km; kcal/km). На първо място, цялата енергийна информация трябва да се преобразува в една и съща мерна единица. Едва тогава може да се сравни потреблението на енергия за транспорт на 300 души на разстояние един километър - с автобуси, коли, трамваи и велосипеди.
Фиг. 1: Сравнение на енергийната консумация на автобуси и автомобили [1]
Анотация: Често упражненията за преобразуване не са лесни за учениците. Следователно трябва да направите изчислението за транспортно средство (например за велосипеда или автобуса) заедно. Само когато е гарантирано, че това аритметично упражнение е добре разбрано, учениците могат да продължат сами в групи от по двама.
Съвместна дискусия
Учениците стигат до следните заключения.
| 55 литра дизел на 100 км | 8 литра бензин на 100 км | 5 kWh на км | 20 kcal на км | |
| 297 kWh на 100 км | 28 кВтч на 100 км | 5 kWh на км | 0,023 kWh на км | |
| 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 |
Раздел 1: Специфичен разход на гориво за различните транспортни средства
Научни бележки
Следните източници бяха използвани за таблицата
За коефициентите на преобразуване "литри бензин в киловатчас (kWh)" и литри дизел в kWh "е взета предвид ефективността на двигателите. Ефективността на бензиновите двигатели (бензин) е от 35 до 40%, а за дизеловите двигатели около 50% Калоричната стойност на бензина (9 kWh) и дизела (10,7 kWh) следва за коефициентите на преобразуване:
1 литър бензин съответства на 3,5 kWh
1 литър дизел отговаря на 5,4 kWh
Килокалориите (kcal) могат да се преобразуват директно в киловатчаса (kWh):
1 kWh съответства на 860 kcal
Може да се обсъди енергийната ефективност или ефективността на различните видове транспорт (при стриктно отчитане на броя на превозените хора). Предимството на "активните" видове транспорт е не само енергийната ефективност, няма и проблеми с паркирането, няма непредсказуеми (свързани със задръстванията) закъснения, физическата активност прави нещо за вашето здраве и вие правите нещо за околната среда (колоезденето прави най-ниският въглероден отпечатък).
Образователна бележка
Защо е взето разстояние от само един километър за сравняване на консумацията на енергия? Всъщност е ясно, че трябва да използвате велосипеда си или да ходите на толкова кратко разстояние. Този маршрут се използва само тук, за да се ограничат (вече многобройните) преобразувания. Разбира се, можете също да свържете всички данни с 10 km (като ги умножите по 10). Това би било по-реалистично по отношение на ежедневния вътрешен градски трафик.
Обобщение
Класът заедно формулира заключение.
Пример: Не всички видове транспорт имат еднаква енергийна ефективност. „Меките“ транспортни средства (велосипеди) консумират много малко енергия и са подходящи за къси разстояния. Общественият транспорт е по-ефективен от автомобила.
бележка под линия
1: Фиг. 1: 6 клас от Софи Гуе (Париж)