لماذا بطارية الهاتف لدينا تموت بسرعة؟

لماذا بطارية الهاتف لدينا تموت بسرعة؟
بالفعل دون مقابل - مرة أخرى؟! fizkes / Shutterstock.com

لماذا تموت البطاريات؟ ولماذا لا يمكن إعادة شحنها إلا مرات عديدة قبل أن لا يحتفظوا بعدد مفيد من الشحنات؟ سألني ابني الصغير عن تلك السنوات عندما توقفت سيارته التي تعمل بالبطارية عن التحرك ، متسائلاً عما أسماه "البطاريات الأبدية". وربما عبر هذا السؤال نفسه عقل كل مستخدم للهواتف المحمولة يحاول إرسال نص أخير قبل تطفئ الشاشة.

البحوث ، مثل الألغام, يستمر حول العالم لجعل البطاريات التي تشحن أسرع ، تدوم لفترة أطول ، ويمكن إعادة شحنها وتفريغها مرات أكثر من اليوم. ولكن بقدر ما كنت وأريد ، من المستحيل صنع بطارية أبدية حقا. لقد علمت الديناميكا الحرارية لأكثر من سنوات 30. حتى الآن ، لا يوجد شيء يوحي بأننا قادرون على تحطيم القوانين الأساسية للعلوم للحصول على هذه البطارية المراوغة.

يصف علماء ومهندسو البطارية المشكلة الرئيسية بـ "القدرة على التلاشي". ويتساءل الناس العاديون عن أسئلة مثل "لماذا لا تحتفظ بطاريتي بشحنة؟" ، وشكاوى مثل "لقد أعدت شحن هذا الشيء ، وأخرجته مرة أخرى!"

انها نتيجة لل القانون الثاني للديناميكا الحراريةالتي تنص على أنه كلما حدثت عملية حقيقية ، فإنها تخلق كمية معينة من الطاقة المهدرة على طول الطريقة التي لا يمكن استردادها أبدًا. في أي وقت يتم فيه شحن البطارية أو تفريغها ، هناك القليل من الطاقة الضائعة - القليل من القدرة الضائعة في البطارية التي لا يمكن استردادها.

لتتصور كيف يعمل هذا ، فكر في استخدام البطارية مثل نقل المياه بين كوبين. استخدام البطارية يشبه إفراغ المياه من كوب إلى آخر ، وشحن البطارية ينطوي على صب الماء مرة أخرى في الكأس الأول. حتى لو كنت تفعل ذلك مرة أو مرتين دون أن تسقط قطرة ، فهناك دائما القليل من اليسار في كل كوب لا يمكنك صبه.

هناك دائما على الأقل القليل من اليسار

الآن تخيل صب يتدفق ذهابا وإيابا مئات أو حتى آلاف المرات على مدى فترة سنتين أو ثلاث سنوات (لبطارية الهاتف المحمول) أو 10 إلى 20 سنوات (لسيارة كهربائية). مع مرور الوقت ، فإن كل آلاف الأشياء الصغيرة والكبيرة التي تخطئ تضيف الكثير من الماء المفقود. حتى إراقة قطرة بالكاد يمكن رؤيتها - على سبيل المثال عشر جزء من الملليمتر - تضيف إلى لتر كامل إذا حدث ذلك في مرات 10,000. وهذا لا يشمل حتى إمكانية فشل أحد الكؤوس بطريقة تفقد قدرًا أكبر من المياه - مثل نشوء تسرب أو تسخين وتسبب التبخر.


الحصول على أحدث من InnerSelf


وكما أن الماء يفتقد حتما عندما يتدفق من فنجان إلى آخر ، فإن هناك حاجة إلى طاقة أكبر لشحن البطارية أكثر مما تخزنه ، كما أن كمية أقل من الطاقة تخرج من تلك المخزنة بها. نسبة الطاقة المهدرة للطاقة المخزنة تنمو مع مرور الوقت.

المحادثةفي الواقع ، كلما استخدمت بطارية أكثر ، كلما ازدادت طاقة الطاقة ، وكلما اقتربت البطارية من نقطة لا يمكن إعادة شحنها. أنا والبعض الآخر دراسة طرق إجراء دورات إعادة الشحن هذه بسلاسة أكبر لتقليل كمية النفايات ، ولكن القانون الثاني للديناميكا الحرارية سيحرص دائمًا على التأكد من عدم وجود طريقة للتخلص منها بالكامل.

نبذة عن الكاتب

ستيف دبليو مارتن ، أستاذ علوم وهندسة المواد ، جامعة ولاية أيوا

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتب ذات صلة

{amazonWS: searchindex = Books؛ keywords = about batteries؛ maxresults = 3}

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

الأكثر قراءة