חידת הגנרטורים: הפתרון

בסרטון הקודם הראינו כי אם מחברים שני גנרטורים זה לזה, סיבוב של אחד גורם לסיבוב של השני. אבל מה היחס בין הסיבובים? האם על כל סיבוב שנעשה באחד, גם הגנרטור השני יסתובב סיבוב שלם?

הסבר

נצילות היא היחס בין האנרגיה המתקבלת ביציאה ממערכת לבין האנרגיה הנכנסת אליה. הנצילות הכוללת בניסוי שערכנו היא 70 אחוז (סובבנו עשרה סיבובים ו'קיבלנו' שבעה) והיא כוללת באופן כללי שתי המרות אנרגיה: מאנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית (סיבוב הידית בגנרטור הראשון) וחזרה מאנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית – בגנרטור השני שמשמש כמנוע. יש לציין כי נצילות של 70 אחוז נחשבת טובה יחסית. במנוע בעירה פנימית – כמו מנוע בנזין של מכונית, הנצילות היא כ-20 אחוז בלבד במנוע ממוצע, כאשר המנועים הטובים ביותר הקיימים מגיעים לסביבות 40 אחוזי נצילות של האנרגיה האצורה בבנזין. מנועי חשמל ידועים בנצילות הטובה שלהם ויכולים להמיר עד 99-90 אחוז מהאנרגיה החשמלית שמוזנת אליהם לאנרגיה מכנית, ולכן יש הטוענים כי הם עדיפים על מנועי בנזין (אם כי זה מעט פשטני לקבוע זאת – הרי גם אנרגיה חשמלית חייבים ליצר בצורה כלשהי...). מסיבות הקשורות לחוקי התרמודינמיקה, אין מנוע המסוגל להמיר 100 אחוז מאנרגיית חום לעבודה. ההשלכות של חוק הטבע הזה הוא שבעצם כמעט בכל גילגול של אנרגיה אחת לאחרת (למשל אנרגיה חשמלית לאנרגיה קינטית, של תנועה) חלק מהאנרגיה נפלטת לסביבה כחום, ולמעשה 'הולכת לאיבוד'. לכן כאשר רוצים להשתמש באנרגיה, עדיף באופן כללי להשתמש בה באופן הישיר ביותר עם כמה שפחות המרות. למשל – אם רוצים לחמם מים באמצעות אור השמש, עדיף להמיר את אור השמש לחום (כמו בדוד שמש) על פני המרת האור לחשמל ואז המרת החשמל לחום.