Hai cách đo khác nhau cho cùng một thứ
L/100km và MPG đều mô tả mức độ sử dụng nhiên liệu hiệu quả của một chiếc xe, nhưng chúng đo theo hai chiều ngược nhau. L/100km hỏi rằng cần bao nhiêu nhiên liệu để đi hết một quãng đường cố định, nên đây là tốc độ tiêu thụ — số càng nhỏ nghĩa là đốt càng ít nhiên liệu và do đó tiết kiệm hơn. MPG hỏi rằng xe đi được bao xa với một lượng nhiên liệu cố định, nên đây là tỷ lệ quãng đường trên nhiên liệu — số càng lớn nghĩa là đi được càng xa trên mỗi gallon và do đó tiết kiệm hơn.
Vì L/100km và MPG mô tả mối quan hệ giữa quãng đường và nhiên liệu từ hai đầu đối lập, chúng là nghịch đảo toán học của nhau chứ không phải cùng một thang đo được đọc bằng đơn vị khác. Đây chính là lý do một máy tính hay bảng tính không thể chỉ nhân con số MPG với một hệ số cố định để ra L/100km — phép quy đổi đúng đòi hỏi lấy một hằng số chia cho giá trị đó, chứ không phải nhân.
Vì sao hai đơn vị này không quy đổi tuyến tính được
Vì MPG là nghịch đảo của tốc độ tiêu thụ, những mức cải thiện MPG bằng nhau không tương ứng với lượng nhiên liệu tiết kiệm bằng nhau, và điều ngược lại cũng đúng: những mức cải thiện L/100km bằng nhau luôn tương ứng với cùng một lượng nhiên liệu tiết kiệm trên mỗi 100 km, bất kể xuất phát từ đâu. Cải thiện mức tiêu hao từ 10 L/100km xuống 8 L/100km tiết kiệm đúng 2 lít trên mỗi 100 km, y hệt như khi cải thiện từ 6 L/100km xuống 4 L/100km, nhưng hai thay đổi đó trông rất khác nhau khi diễn đạt bằng MPG.
Mối quan hệ nghịch đảo này đôi khi được gọi là «ảo giác MPG» trong các nghiên cứu tâm lý học tiêu dùng: vì thang MPG thay đổi không đều so với mức tiêu thụ nhiên liệu thực tế, người ta có xu hướng đánh giá thấp lượng nhiên liệu tiết kiệm được khi thay thế một chiếc xe có MPG thấp, và đánh giá quá cao mức tiết kiệm khi thay thế một chiếc xe vốn đã tiết kiệm với MPG cao. Larrick và Soll (2008), công bố trên tạp chí Science, đã chứng minh hiệu ứng này bằng thực nghiệm và lập luận rằng một chỉ số tiêu thụ tuyến tính như L/100km (hoặc gallon trên 100 dặm) truyền đạt các so sánh về tiết kiệm nhiên liệu chính xác hơn MPG.
Các hằng số chính xác của gallon và dặm
Quy đổi L/100km sang MPG cần hai định nghĩa chính xác: dung tích của một gallon và độ dài của một dặm. Một gallon Mỹ được định nghĩa chính xác bằng 3,785411784 lít, trong khi gallon Anh (imperial) được định nghĩa chính xác bằng 4,54609 lít — lớn hơn gallon Mỹ khoảng 20%. Cả hai nước đều dùng chung một dặm, định nghĩa chính xác bằng 1,609344 kilômét, nên dặm không phải là nguyên nhân gây khác biệt giữa MPG của Mỹ và của Anh; gallon mới là nguyên nhân.
Kết hợp các hằng số này ta có phép quy đổi trực tiếp: MPG (Mỹ) xấp xỉ bằng 235,215 chia cho giá trị L/100km, và MPG (Anh) xấp xỉ bằng 282,481 chia cho giá trị L/100km. Bản thân các hằng số này được suy ra từ định nghĩa của gallon và dặm (100 x số lít mỗi gallon, chia cho số kilômét mỗi dặm), nên chúng chính xác tới mức chính xác của các định nghĩa đơn vị nền tảng, chứ không phải những giá trị gần đúng được làm tròn độc lập.
Ví dụ tính toán: quy đổi 7,31 L/100km
Hãy xét một chiếc xe dùng 38 lít nhiên liệu để đi 520 km, tức mức tiêu hao thực tế là (38 ÷ 520) × 100 ≈ 7,31 L/100km, tương đương 520 ÷ 38 ≈ 13,68 km/L. Quy đổi sang dặm trên mỗi gallon Mỹ: lấy km/L chia cho 1,609344 để ra số dặm trên mỗi lít (13,68 ÷ 1,609344 ≈ 8,50), rồi nhân với 3,785411784 lít của gallon Mỹ để được khoảng 32,2 dặm trên mỗi gallon Mỹ.
Quy đổi cùng mức tiêu hao thực tế đó sang gallon Anh dùng đúng con số dặm trên lít ấy (8,50) nhân với 4,54609 lít của gallon Anh, cho ra khoảng 38,7 dặm trên mỗi gallon Anh. Cả hai con số MPG đều mô tả đúng cùng một chiếc xe, dùng đúng cùng một lượng nhiên liệu trên đúng cùng một quãng đường — thứ duy nhất thay đổi là gallon của nước nào được dùng làm đơn vị thể tích nhiên liệu.
Mối quan hệ nghịch đảo thể hiện qua các con số
Bảng dưới đây áp dụng các hằng số quy đổi trực tiếp cho một dải giá trị L/100km, cho thấy các con số MPG (Mỹ) và MPG (Anh) tương ứng. Đọc xuống theo cột L/100km với các bước đều 2 đơn vị, các cột MPG lại không giảm theo bước đều — chúng giảm với mức ngày càng nhỏ dần, đó chính là dấu hiệu nhìn thấy được của một quan hệ nghịch đảo chứ không phải tuyến tính.
| L/100km | MPG (Mỹ) | MPG (Anh) |
|---|---|---|
| 4,00 | 58,80 | 70,62 |
| 6,00 | 39,20 | 47,08 |
| 8,00 | 29,40 | 35,31 |
| 10,00 | 23,52 | 28,25 |
| 12,00 | 19,60 | 23,54 |
Vì sao cùng một chiếc xe lại có MPG khác nhau ở Mỹ và Anh
Một chiếc xe được bán ở cả Hoa Kỳ lẫn Vương quốc Anh với mức tiêu hao nhiên liệu thực tế giống hệt nhau sẽ được ghi nhận con số MPG cao hơn trong các nguồn tin của Anh so với các nguồn tin của Mỹ, hoàn toàn chỉ vì chênh lệch dung tích gallon. Do gallon Anh chứa nhiều hơn gallon Mỹ khoảng 20% nhiên liệu, một gallon Anh đưa xe đi xa hơn khoảng 20%, tạo ra con số dặm trên gallon lớn hơn về mặt số học cho đúng cùng một mức hiệu quả nhiên liệu.
Đây là nguồn gây nhầm lẫn phổ biến khi so sánh các con số tiêu hao nhiên liệu được nêu trong ấn phẩm Mỹ với các con số trong ấn phẩm Anh hoặc Khối Thịnh vượng chung cho cùng một mẫu xe: khác biệt không nằm ở hiệu năng thực của chiếc xe, mà ở chỗ định nghĩa gallon nào được dùng để diễn đạt cùng một kết quả thực tế.
Câu hỏi thường gặp
Khác biệt giữa MPG và L/100km là gì?
MPG (dặm trên gallon) đo quãng đường xe đi được với một lượng nhiên liệu cố định, nên số càng lớn nghĩa là càng tiết kiệm nhiên liệu. L/100km (lít trên 100 kilômét) đo lượng nhiên liệu tiêu thụ để đi hết một quãng đường cố định, nên số càng nhỏ nghĩa là càng tiết kiệm. Hai đại lượng này là nghịch đảo toán học của nhau, không phải cùng một thang đo diễn đạt bằng đơn vị khác.
Vì sao tôi không thể quy đổi MPG sang L/100km bằng một phép nhân đơn giản?
Vì MPG và L/100km đo mối quan hệ nhiên liệu — quãng đường theo hai chiều ngược nhau — một bên là quãng đường trên nhiên liệu, bên kia là nhiên liệu trên quãng đường — nên quy đổi giữa chúng đòi hỏi lấy một hằng số chia cho giá trị, chứ không phải nhân với một hệ số cố định. Hằng số đó xấp xỉ 235,215 khi đổi MPG (Mỹ) sang L/100km, hoặc 282,481 khi đổi MPG (Anh) sang L/100km, cả hai đều suy ra từ định nghĩa chính xác của gallon và dặm.
30 MPG (Mỹ) bằng bao nhiêu L/100km?
Khoảng 7,84 L/100km. Dùng phép quy đổi trực tiếp, L/100km = 235,215 ÷ MPG (Mỹ), nên 235,215 ÷ 30 ≈ 7,84 L/100km. Cũng con số 30 MPG đó, nếu được đo theo gallon Anh, sẽ tương ứng với một giá trị L/100km khác và thấp hơn, vì gallon Anh lớn hơn.
Vì sao MPG của Anh luôn cao hơn MPG của Mỹ với cùng một chiếc xe?
Vì gallon Anh (imperial) được định nghĩa bằng 4,54609 lít, lớn hơn khoảng 20% so với 3,785411784 lít của gallon Mỹ, trong khi cả hai nước dùng chung một dặm (1,609344 km). Gallon lớn hơn đưa xe đi xa hơn, nên với đúng cùng một mức tiêu hao nhiên liệu thực tế, gallon Anh cho ra con số dặm trên gallon lớn hơn về mặt số học so với gallon Mỹ.
«Ảo giác MPG» là gì?
Ảo giác MPG, được Larrick và Soll mô tả trong một bài báo trên Science năm 2008, là xu hướng đánh giá sai mức tiết kiệm nhiên liệu khi so sánh các xe bằng MPG, bởi MPG là một thang nghịch đảo chứ không phải tuyến tính. Những mức cải thiện MPG bằng nhau lại tương ứng với lượng nhiên liệu tiết kiệm thực tế rất khác nhau tùy theo mức hiệu quả ban đầu, và các nhà nghiên cứu lập luận rằng điều đó khiến một chỉ số tuyến tính như L/100km hay gallon trên 100 dặm là cơ sở rõ ràng hơn để so sánh các quyết định tiết kiệm nhiên liệu.
Những định nghĩa gallon chính xác nào được dùng trong quy đổi mức tiêu hao nhiên liệu?
Một gallon Mỹ được định nghĩa chính xác bằng 3,785411784 lít. Gallon Anh (imperial), theo định nghĩa trong Đạo luật Cân đo của Anh, chính xác bằng 4,54609 lít — lớn hơn khoảng 20%. Cả Mỹ lẫn Anh đều dùng chung một dặm, định nghĩa chính xác bằng 1,609344 kilômét, nên dung tích gallon là nguồn khác biệt duy nhất giữa các con số MPG của Mỹ và Anh với cùng một mức tiêu hao nhiên liệu thực tế.
Tài liệu tham khảo
- National Institute of Standards and Technology (NIST) -- standard unit conversion factors, including the US gallon (3.785411784 L) and the mile (1.609344 km). nist.gov.
- UK Weights and Measures Act 1985 -- statutory definition of the imperial gallon (4.54609 L).
- US Environmental Protection Agency -- Fuel Economy and MPG testing/label information. fueleconomy.gov.
- Larrick RP, Soll JB. "The MPG Illusion." Science, 2008;320(5883):1593-1594.