8.6: Наскільки висока енергетична ефективність різних видів транспорту?
Попереднє зауваження
Цей урок можна інтегрувати в уроки математики. Практикується пропорційність і правило трьох, а також перетворення одиниць.
Розв’яжіть задачу (у групах по дві особи)
Вчитель роздає аркуш 29 (енергоспоживання різних видів транспорту) та пояснює мету вправи: Студенти повинні порівняти енергоспоживання автобусів, автомобілів, трамваїв та велосипедів.
Після того, як вчитель переконався, що учні детально зрозуміли таблицю на робочому аркуші, вона запитує, чому окремі транспортні засоби не можна просто порівняти на основі даних у першому рядку. Учні виявляють, що це неможливо, оскільки споживання енергії дається в різних одиницях виміру (літри бензину або дизеля на 100 км; кВт-год/км; ккал/км). Перш за все, вся інформація про енергію повинна бути перетворена в одну і ту ж одиницю виміру. Тільки тоді можна порівняти споживання енергії на перевезення 300 людей на відстань до одного кілометра - автобусами, автомобілями, трамваями та велосипедами.
Рис. 1: Порівняння енергоспоживання автобусів та автомобілів [1]
Анотація: Часто вправи на перетворення не є простими для учнів. Тому вам слід зробити розрахунки для транспортного засобу (наприклад, для велосипеда чи автобуса). Тільки тоді, коли переконається, що ця арифметична вправа добре зрозуміла, студенти можуть продовжувати лише вдвох.
Спільне обговорення
Студенти приходять до таких висновків.
| 55 літрів дизеля на 100 км | 8 літрів бензину на 100 км | 5 кВт-год на км | 20 ккал на км | |
| 297 кВт-год на 100 км | 28 кВт-год на 100 км | 5 кВт-год на км | 0,023 кВт-год 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 |
Таблиця 1: Питома витрата палива для різних видів транспорту
Наукові записки
Для таблиці були використані наступні джерела
Для коефіцієнтів перерахунку "літри бензину в кіловат-годинах (кВт-год)" і літри дизеля в кВт-год "враховували ефективність двигунів. Ефективність для бензинових двигунів (бензинових) становить від 35 до 40%, а для дизельних двигунів близько 50% Калорійність бензину (9 кВт-год) та дизельного палива (10,7 кВт-год) випливає з коефіцієнтів перерахунку:
1 літр бензину відповідає 3,5 кВт-год
1 літр дизеля відповідає 5,4 кВт-год
Кілокалорії (ккал) можна перевести безпосередньо в кіловат-години (кВт-год):
1 кВт-год відповідає 860 ккал
Можна обговорювати енергоефективність або ефективність різних видів транспорту (з суворим врахуванням кількості людей, що перевозяться). Однак перевага «активних» видів транспорту полягає не тільки в енергоефективності, також немає проблем із паркуванням, немає непередбачуваних (пов’язаних із заторами) затримок, фізична активність робить щось для вашого здоров’я, а ви робите щось для навколишнього середовища (їзда на велосипеді найнижчий вуглецевий слід).
Навчальна записка
Чому для порівняння споживання енергії береться відстань лише один кілометр? Насправді зрозуміло, що вам слід користуватися велосипедом або йти пішки на таку невелику відстань. Цей шлях використовується тут лише для обмеження (вже численних) конверсій. Звичайно, ви також можете віднести всі дані до 10 км (помноживши їх на 10). Це було б більш реалістично щодо повсякденного руху в місті.
Резюме
Клас формулює висновок разом.
Приклад: Не всі види транспорту мають однакову енергетичну ефективність. "М'які" транспортні засоби (велосипеди) споживають дуже мало енергії і підходять для коротких відстаней. Громадський транспорт ефективніший за автомобіль.
виноска
1: Рис. 1: 6 клас Софі Гуе (Париж)