8.6: Cât de mare este eficiența energetică a diferitelor moduri de transport?
Observație preliminară
Această lecție poate fi integrată în lecțiile de matematică. Se practică proporționalitatea și regula celor trei, precum și conversia unităților.
Rezolvați o problemă (în grupuri de două)
Profesorul împarte fișa de lucru 29 (consumul de energie al diferitelor mijloace de transport) și explică scopul exercițiului: elevii ar trebui să compare consumul de energie al autobuzelor, mașinilor, tramvaielor și bicicletelor.
După ce profesorul s-a asigurat că elevii au înțeles în detaliu tabelul din foaia de lucru, ea întreabă de ce vehiculele individuale nu pot fi comparate pur și simplu pe baza datelor din primul rând. Elevii realizează că acest lucru nu este posibil, deoarece consumul de energie este dat în diferite unități de măsură (litri de benzină sau motorină la 100 km; kWh/km; kcal/km). În primul rând, toate informațiile despre energie trebuie convertite în aceeași unitate de măsură. Abia atunci se poate compara consumul de energie pentru transportul a 300 de persoane pe o distanță de un kilometru - cu autobuze, mașini, tramvaie și biciclete -.
Fig. 1: Comparația consumului de energie al autobuzelor și mașinilor [1]
Adnotare: De multe ori, exercițiile de conversie nu sunt ușoare pentru studenți. Prin urmare, ar trebui să faceți calculul împreună pentru un mijloc de transport (de exemplu pentru bicicletă sau autobuz). Doar atunci când se asigură că acest exercițiu aritmetic a fost bine înțeles, elevii pot continua în grupuri de doi singuri.
Discuție comună
Elevii ajung la următoarele concluzii.
| 55 de litri de motorină la 100 km | 8 litri de benzină la 100 km | 5 kWh pe km | 20 kcal pe km | |
| 297 kWh la 100 km | 28 kWh la 100 km | 5 kWh pe km | 0,023 kWh pe 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: Consum specific de combustibil pentru diferite mijloace de transport
Note științifice
Următoarele surse au fost utilizate pentru tabel
Eficiența motoarelor a fost luată în considerare pentru factorii de conversie „litru de benzină în kilowatt-oră (kWh)” și litru de motorină în kWh ”. Pentru factorii de conversie urmează puterea calorică a benzinei (9 kWh) și a motorinei (10,7 kWh):
1 litru de benzină corespunde la 3,5 kWh
1 litru de motorină corespunde la 5,4 kWh
Kilocaloriile (kcal) pot fi convertite direct în kilowatt-oră (kWh):
1 kWh corespunde la 860 kcal
Eficiența energetică sau eficiența diferitelor moduri de transport pot fi discutate (cu o considerare strictă a numărului de persoane transportate). Cu toate acestea, avantajul modurilor de transport „active” nu este doar eficiența energetică, nu există, de asemenea, probleme de parcare, nu există întârzieri imprevizibile (legate de congestie), activitatea fizică face ceva pentru sănătatea ta și tu faci ceva pentru mediu (ciclismul face cea mai mică amprentă de carbon).
Notă educativă
De ce se ia o distanță de doar un kilometru pentru a compara consumul de energie? Este de fapt clar că ar trebui să vă folosiți bicicleta sau să mergeți pe o distanță atât de mică. Această rută este luată aici doar pentru a limita conversiile (deja numeroase). Desigur, puteți raporta toate datele la 10 km (înmulțindu-le cu 10). Acest lucru ar fi mai realist în ceea ce privește traficul zilnic din interiorul orașului.
rezumat
Clasa formulează împreună o concluzie.
Exemplu: Nu toate modurile de transport au aceeași eficiență energetică. Mijloacele de transport „moi” (biciclete) consumă foarte puțină energie și sunt potrivite pentru distanțe scurte. Transportul public este mai eficient decât mașina.
notă de subsol
1: Fig. 1: clasa a VI-a de la Sophie Gouet (Paris)