Verkehrsmittel vergleichen: Wirkungsgrad und Umwelt
Verkehrsmittel unterscheiden sich in Wirkungsgrad, Energiebedarf, Umweltwirkung und Kosten. Ein fairer Vergleich nutzt mehrere Kriterien.
Das lernst du heute
- Ich kann den Wirkungsgrad berechnen und einordnen.
- Ich kenne ökologische und ökonomische Kriterien.
- Ich kann Verkehrsmittel begründet bewerten.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Motor, Elektromotor und Triebwerk im Vergleich
Wie kommst du am besten zur Schule? Zu Fuß, mit dem Rad, mit dem Bus, mit dem Auto? Um das zu bewerten, brauchst du Kriterien. Ökologische Kriterien betreffen die Umwelt: Energiebedarf, Abgase, Treibhausgase, Platzbedarf. Ökonomische Kriterien betreffen das Geld: Anschaffung, Betrieb, Kosten pro Kilometer. Der Wirkungsgrad gehört zur Technik: η = Nutzenergie : zugeführte Energie. Ein Beispiel: Ein Auto mit Benzinmotor verbraucht 6 Liter auf 100 km. 1 Liter Benzin enthält etwa 9 kWh chemische Energie. Zugeführt werden also 54 kWh. Bei einem Wirkungsgrad von 25 % kommen 13,5 kWh als Nutzenergie an, 40,5 kWh werden zu Wärme. Ein Elektromotor hat einen viel höheren Wirkungsgrad. Doch auch der Strom muss erzeugt werden. Wie umweltfreundlich ein Elektroauto ist, hängt davon ab, wie der Strom erzeugt wird. Auch die Auslastung zählt. Sitzen vier Personen im Auto, sinkt der Verbrauch je Person auf etwa ein Viertel: 6 Liter : 4 = 1,5 Liter.
| Verkehrsmittel | Energiebedarf je Person | Treibhausgase je Person | Kosten je Person |
|---|---|---|---|
| Zu Fuß oder Fahrrad | sehr gering | keine beim Fahren | sehr gering |
| Bus und Bahn | gering bei guter Auslastung | gering bis mittel | mittel |
| Auto, eine Person | hoch | hoch | hoch |
| Auto, vier Personen | deutlich weniger je Person | deutlich weniger je Person | deutlich weniger je Person |
| Flugzeug | sehr hoch auf langen Strecken | sehr hoch | hängt von der Strecke ab |
Energie beim Autofahren
- Gegeben: 6 Liter Benzin auf 100 km, 1 Liter ≈ 9 kWh, η = 25 %.
- Zugeführte Energie: 6 · 9 kWh = 54 kWh.
- Nutzenergie: 54 kWh · 0,25 = 13,5 kWh.
- Wärme: 54 kWh − 13,5 kWh = 40,5 kWh.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Jedes Verkehrsmittel braucht Energie.
Ein Teil wird zu Wärme.
Wenn mehr Menschen mitfahren, braucht jeder weniger.
Ein Beispiel
Für einen Schulweg von 2 km ist das Fahrrad ein guter Vergleichspartner. Es braucht keinen Treibstoff. Es kostet wenig und braucht wenig Platz. Das Auto ist bei so kurzen Strecken oft im Nachteil.
Schritt für Schritt
Du bewertest zwei Verkehrsmittel.
- Lege Kriterien fest.
- Sammle Angaben zu beiden Verkehrsmitteln.
- Vergleiche je Kriterium.
- Begründe deine Gesamtbewertung.
Mit einem Bild erklärt
| Kriterium | Gruppe |
|---|---|
| Wirkungsgrad | Technik |
| Treibhausgase | ökologisch |
| Platzbedarf | ökologisch |
| Anschaffungspreis | ökonomisch |
| Kosten pro Kilometer | ökonomisch |
Zur Grundlage zurück
- Motor, Elektromotor und Triebwerk im Vergleich – Du hast die Antriebe und ihre Wirkungsgrade verglichen.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Ein Antrieb erhält 20 kWh und liefert 5 kWh Nutzenergie. Wie groß ist der Wirkungsgrad in %?
Zeig mir den ersten Schritt
5 : 20.
Lösung ansehen
Lösung: 25
5 : 20 = 0,25 = 25 %.
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Ein Auto braucht 8 Liter auf 100 km. Vier Personen sitzen darin. Wie viele Liter sind das je Person?
Zeig mir den ersten Schritt
Teile 8 durch 4.
Lösung ansehen
Lösung: 2
8 : 4 = 2 Liter je Person.
Tipp: Vergleiche nie nach nur einem Kriterium. Wähle mindestens eines für die Umwelt und eines für das Geld.
Merksatz: Wirkungsgrad η = Nutzenergie : zugeführte Energie. Ökologisch heißt: Wirkung auf die Umwelt. Ökonomisch heißt: Wirkung auf die Kosten.
Typischer Fehler: Viele halten einen hohen Wirkungsgrad schon für umweltfreundlich. Doch es zählt auch, woher die Energie kommt und wie viele Personen im Fahrzeug sitzen.
Mini-Quiz
4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Lösung ansehen
Lösung: Treibhausgas-Ausstoß je Personenkilometer
Lösung ansehen
Lösung: Stimmt nicht
Lösung ansehen
Lösung: Er wird viel kleiner.
Frage 4 Ein Auto erhält 54 kWh Energie und nutzt davon 25 %. Das sind 13,5 kWh. Wie viele kWh werden zu Wärme?
Zeig mir den ersten Schritt
Wärme = zugeführte Energie − Nutzenergie.
Lösung ansehen
Lösung: 40,5
54 kWh − 13,5 kWh = 40,5 kWh.
Geschafft
Verkehrsmittel vergleichst du mit mehreren Kriterien. Der Wirkungsgrad sagt, wie gut ein Antrieb Energie nutzt. Für die Umwelt zählen außerdem Energiequelle, Auslastung und Strecke.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
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