נצילות

• כיתה ט’
• אנרגיה וחום
• 5 דקות קריאה

מה זה נצילות, איך מחשבים אותה באחוזים, ולמה אף מכונה לא מגיעה למאה אחוז. נורת להט מול נורת לד, עם נוסחה, תרגיל פתור וסרטון.

התשובה בקצרה

נצילות אומרת איזה חלק מהאנרגיה שנכנסה למכשיר הפך לאנרגיה שרצינו:

1. הנוסחה: מחלקים את האנרגיה המועילה באנרגיה הכוללת, וכופלים במאה.
2. תמיד פחות ממאה אחוז: חלק מהאנרגיה הופך תמיד לחום, לרעש או לסוג אחר שלא רצינו.
3. האנרגיה לא נעלמת: מה שלא מועיל עדיין קיים — פשוט בצורה שלא שימושית לנו.

למי זה מיועד: נצילות נלמדת בכיתה ט’, בפרק האנרגיה. כדאי להכיר קודם את חוק שימור האנרגיה.

מה זה נצילות

כל מכשיר הופך אנרגיה מסוג אחד לסוג אחר. נורה הופכת אנרגיה חשמלית לאור, מנוע הופך אותה לתנועה. אבל אף מכשיר לא עושה את זה בצורה מושלמת. חלק מהאנרגיה תמיד הופך לחום — ובמקרה של נורה, זה לא החלק שרצינו.

הנצילות מודדת כמה מהאנרגיה שנכנסה יצאה בצורה המועילה. נצילות של 80 אחוז פירושה ש-80 ג’אול מכל 100 עשו את העבודה, ו-20 הפכו למשהו אחר.

תרגיל פתור

הנתונים: מנוע חשמלי מקבל 500 ג’אול של אנרגיה ומרים משקולת. האנרגיה שעברה למשקולת היא 400 ג’אול.
השאלה: מה הנצילות של המנוע, וכמה אנרגיה הפכה לחום?

1. מחשבים נצילות: 400 / 500 · 100 = 80
2. האנרגיה שלא הגיעה למשקולת: 500 − 400 = 100

התשובה: הנצילות היא 80 אחוז, ו-100 ג’אול הפכו לחום ולרעש במנוע. η = 80% , E_lost = 100 J

לאן הולכת האנרגיה

לפי חוק שימור האנרגיה, אנרגיה לא נוצרת ולא נעלמת. לכן אנרגיה שאבדה היא לא אנרגיה שנעלמה — היא אנרגיה שהפכה לצורה שלא שימושית לנו. ברוב המקרים זה חום: מנוע מתחמם, מטען מתחמם, נורה מתחממת.

נורת להט ישנה היא הדוגמה הבולטת. רק כחמישה אחוזים מהאנרגיה שהיא צורכת הופכים לאור, והשאר הופך לחום. נורת לד נותנת את אותו אור בחלק קטן מהאנרגיה — ולכן היא חוסכת כל כך הרבה חשמל.

איפה רואים את זה בחיים

• מנוע של רכב בנזין

  רק כרבע עד שליש מהאנרגיה של הדלק מניעים את הרכב. השאר הופך לחום — ולכן המנוע כל כך חם אחרי נסיעה.

• מטען של טלפון

  הוא מתחמם כשהוא עובד. החום הזה הוא האנרגיה שלא הגיעה לסוללה.

• נורת לד מול נורת להט

  אותו אור, אבל נורת הלד צורכת בערך שישית מהאנרגיה, כי היא מבזבזת הרבה פחות על חום.

שאלות נפוצות

אפשר להגיע לנצילות של מאה אחוז?

לא. תמיד יש חיכוך, התנגדות חשמלית או חום שמשתחרר. מנועים חשמליים טובים מגיעים ליותר מ-90 אחוז, אבל אף פעם לא למאה.

מה ההבדל בין נצילות להספק?

הספק הוא כמה מהר מכשיר צורך אנרגיה. נצילות היא כמה טוב הוא מנצל אותה. מכשיר חזק יכול להיות בזבזני, ומכשיר חלש יכול להיות יעיל מאוד.

למה מקררים ומזגנים מקבלים דירוג אנרגיה?

כי הדירוג מראה כמה אנרגיה המכשיר צורך כדי לעשות את אותה עבודה. מכשיר בדירוג גבוה חוסך חשמל לאורך שנים.

נצילות ושימור אנרגיה מבלבלים אתכם?

בקורס הפיזיקה לכיתה ט’ כל נושא מוסבר בסרטון, עם תרגילים פתורים לאורך הדרך. משלמים פעם אחת, והקורס נשאר אצלכם.

לקורס כיתה ט’

או מתחילים בחינם: חוברת הפיזיקה לכיתה ט’, להורדה