למה הטלפון שלך סוללות ניקוז כל כך מהר, המוסבר עם שתי כוסות מים

מדוע סוללות מתות? ו, למה הם יכולים להיות recharged כל כך הרבה פעמים לפני שהם לא מחזיקים כמות שימושית של תשלום? הבן הצעיר שלי שאל אותי על זה לפני שנים, כשמכונית צעצוע המופעלת על ידי סוללות הפסיק לנוע, תוהה על מה שהוא מכנה "סוללה נצחית". ואותה שאלה זו חצתה כנראה את מוחו של כל משתמש בטלפון הסלולרי המנסה לשלוח טקסט אחרון לפני שהמסך יהבהב.

מחקר, כמו שלי, ממשיך ברחבי העולם כדי להפוך את הסוללות כי תשלום מהיר יותר, האחרון יותר, והוא יכול להיות recharged ו משוחרר פעמים רבות יותר מאשר היום. אבל כמו שאתה ואני רוצה, זה בלתי אפשרי לעשות סוללה לנצח. לימדתי תרמודינמיקה כבר יותר מ -30 שנה. עד כה, אין שום דבר המרמז על כך שאנו יכולים לשבור את חוקי היסוד של המדע כדי לקבל את הסוללה החמקמקה.

מדענים ומהנדסים של סוללות מכנים את הבעיה המרכזית "קיבולת דועכת". אנשים רגילים מתלבטים על כך בשאלות כמו "למה הסוללה שלי לא תחזיק מעמד?" ותלונות כמו "אני פשוט טענתי את זה וזה כבר יצא שוב!"

ראה גם: סוללה חדשה זו יכולה לחזק את העתיד של חקר החלל

זה תוצאה של החוק השני של התרמודינמיקה, אשר קובע כי בכל פעם תהליך אמיתי קורה, זה יוצר כמות מסוימת של אנרגיה מבוזבז לאורך הדרך כי אף פעם לא ניתן לשחזר. בכל פעם שהסוללה טעונה או משוחררת, יש מעט אנרגיה מבוזבזת - מעט קיבולת מבוזבזת בסוללה שלא ניתן לשחזר.

כדי לדמיין איך זה עובד, לחשוב על השימוש בסוללה כמו העברת מים בין שתי כוסות. שימוש בסוללה הוא כמו ריקון המים מכוס אחת לאחרת, וטעינת הסוללה כרוכה בשפיכת המים חזרה לכוס הראשונה. גם אם אתה עושה את זה פעם או פעמיים בלי לשפוך טיפה, תמיד יש רק קצת מעט נשאר בכל כוס שאתה לא יכול לשפוך החוצה.

עכשיו לדמיין לשפוך קדימה ואחורה מאות או אפילו אלפי פעמים על פני תקופה של שנתיים או שלוש שנים (עבור הטלפון הנייד הסוללה) או 10 עד 20 שנים (עבור מכונית חשמלית). עם הזמן, כל אלפי דברים קטנים וגדולים להשתבש להוסיף עד לא מעט מים הולך חסר. אפילו נשפך טיפה גלוי כמעט - אומר עשירית של מיליליטר - מסתכם עד ליטר שלם אם זה קורה 10,000 פעמים. זה אפילו לא כולל את האפשרות של כוס אחת נכשל בצורה כלשהי מאבד עוד יותר מים - כמו קפיץ דליפה או חימום וגורם אידוי.

בדיוק כמו מים בהכרח נעלם כאשר נשפך מספל אחד למשנהו, יותר אנרגיה נדרשת לטעון את הסוללה יותר ממה שהיא בעצם חנויות, ופחות אנרגיה יוצא מאשר מאוחסן בו. חלקם של האנרגיה המבוזבזת לאנרגיה מאוחסנת גדל עם הזמן.

למעשה, ככל שאתה משתמש יותר סוללה, יותר אנרגיה מקבל מבוזבז, וככל שהמוצר יגיע לנקודה שבה הוא מת, ולא ניתן לטעון אותו מחדש. אני ואחרים לומדים דרכים לקבל מחזורי פריקה-טעינה אלה לפעול בצורה חלקה יותר כדי להפחית את כמות הפסולת, אבל החוק השני של התרמודינמיקה תמיד לוודא שאין דרך להיפטר ממנו לחלוטין.

מאמר זה פורסם במקור על השיחה על ידי סטיב וו מרטין. קרא את המאמר המקורי כאן.