Beispiel - Promillerechner

Zu viel Alkohol im Blut?

Ist man eigentlich noch fahrtüchtig, wenn man 2 Liter eines Biermixgetränks auf einer Party getrunken hat?

Das lässt sich leicht mit einem Promillerechner überprüfen.

Berechnung der Blutalkoholkonzentration

Mit der Blutalkoholkonzentration (BAK) beschreibt man den Anteil des Alkohols im Blut. Dieser Anteil wird üblicherweise in Promille (als Gewichtsanteil g/kg) angegeben. Die Blutalkoholkonzentration spielt u.a. eine große Rolle bei der Beurteilung der Fahrtüchtigkeit, wenn man Alkohol zu sich genommen hat. Ab 0,5 Promille Blutalkoholkonzentration darf man nach der derzeitigen Rechtslage kein Kraftfahrzeug führen. Aber auch schon bei einer geringeren Blutalkoholkonzentration ist die Konzentrations- und Reaktionsfähigkeit eingeschränkt.

Die Blutalkoholkonzentration hängt von zahlreichen Faktoren ab. Sicherlich spielt die Menge an Alkohol, die man getrunken hat, eine entscheidende Rolle. Zu berücksichtigen ist dabei, wieviel (reiner) Alkohol tatsächlich im Getränk vorliegt. Zu berücksichtigen ist auch, auf wieviel Blut sich der Alkohol im Körper verteilt. Letzteres hängt u.a. vom Gewicht der Person ab, die den Alkohol getrunken hat.

Eine groben Schätzwert für die Blutalkoholkonzentration liefert die Widmark-Formel:

Dabei berechnet man die Masse des aufgenommenen Alkohols mit der folgenden Formel:

Der Reduktionsfaktor beträgt bei jungen Frauen etwa 0.6, bei jungen Männern etwa 0.7.

Weitere Informationen findet man auf der Webseite Wikipedia - Blutalkoholkonzentration.

Aufgabe 1

Anja hat 2 Liter eines Biermixgetränks zu sich genommen. Auf der Flasche des Biermixgetränks steht, dass dieses Getränk einen Alkoholvolumenanteil von 2.5% hat. Anja wiegt 50 kg.

Berechne mit Hilfe der angegebenen Formeln die Blutalkoholkonzentration in Anjas Körper. Zur Kontrolle: Die Widmark-Formel liefert einen BAK-Wert, der zwischen 1.0 und 1.5 Promille liegt.

Aufgabe 2

(a) Benutze das folgende Programm, um das Ergebnis aus Aufgabe 1 zu kontrollieren.

(b) Analysiere das Programm und erkläre alle im Programm vorkommenden Anweisungen.

(c) Welches Problem tritt auf, wenn man mit dem Programm die Alkoholkonzentration bei jungen Männern bestimmen möchte?

Programme mit Fallunterscheidungen

Ziel ist es, das oben gezeigte Programm so abzuändern, dass man es auch zur Berechnung der Alkoholkonzentration bei jungen Männern benutzen kann. Hier eine erste Version.

Aufgabe 3

Analysiere zunächst das Programm hinsichtlich der folgenden Fragen: Wozu dient die zusätzliche Eingabeanweisung? Wie wird der Reduktionsfaktor hier festgelegt? Teste anschließend das Programm mit unterschiedlichen Eingabedaten.

Aufgabe 4

Hier findest du verschiedene Vorschläge zur Bestimmung des Reduktionsfaktors.

Vorschlag 1:

if geschlecht == 'w':
    reduktionsfaktor = 0.6
else:
    reduktionsfaktor = 0.7

Vorschlag 2:

reduktionsfaktor = '?'
if geschlecht == 'w':
    reduktionsfaktor = 0.6
if geschlecht == 'm':
    reduktionsfaktor = 0.7

Vorschlag 3:

if geschlecht == 'w':
    reduktionsfaktor = 0.6
else:
    if geschlecht == 'm':
        reduktionsfaktor = 0.7
    else:
        reduktionsfaktor = '?'

Vorschlag 4:

if geschlecht == 'w' or geschlecht == 'W':
    reduktionsfaktor = 0.6
else:
    if geschlecht == 'm' or geschlecht == 'M':
        reduktionsfaktor = 0.7
    else:
        reduktionsfaktor = '?'

(a) Stelle Vermutungen auf, welchen Wert die Variable reduktionsfaktor bei den jeweiligen Berechnungsvorschlägen bei folgenden Eingabedaten erhält: 'm', 'M', 'weiblich', 'W', '?'.

(b) Überprüfe deine Vermutungen, indem du jeweils geeignete Tests durchführst.

(c) Benutze die im Abschnitt Fachkonzept - Fallunterscheidung gezeigten Flussdiagramme, um die Abläufe bei der Bestimmung des Reduktionsfaktors zu erklären.

Getränke zur Auswahl

Oft weiß man nicht so genau, wie hoch der Alkoholgehalt eines Getränks ist. Mit einer geeigneten Veränderung des Programms sollen die folgenden Getränke berücksichtigt werden.

Bier:       5.0%
Starkbier:  8.0%
Biermix:    2.5%
Cognac:    38.0%
Wodka:     42.0%

Aufgabe 5

(a) Ändere die Eingabeanweisungen so ab, dass man ein Getränk über einen geeigneten Buchstaben eingeben kann, z.B. so: (B)ier, (S)tarkbier, Bier(M)ix, (C)ognac, (W)odka.

(b) Ergänze eine geeignete Fallunterscheidung zur Bestimmung des Alkoholanteils.

if getraenk == 'Bier':
    anteilAlkohol = 5.0
else:
    if getraenk == 'Starkbier':
        anteilAlkohol = 8.0
    else:
        ...

(c) Ergänze und teste auch diese Version zur Bestimmung des Alkoholanteils.

if getraenk == 'Bier':
    anteilAlkohol = 5.0
elif getraenk == 'Starkbier':
    anteilAlkohol = 8.0
elif ...
    ...
else
    ...