Benzininis automobilis yra sunkesnis, kai jo bakas yra pilnas – logiška ir aišku. Bet ar elektromobilis yra sunkesnis, kai jo baterija yra pilna įkrauta? Ar elektromobilis su išsikrovusia baterija yra lengvesnis? Atsakymas – taip.
Tai, beje, pasakytina apie baterijas apskritai. Jūsų išmanusis telefonas ar nešiojamas kompiuteris yra sunkesni, kai turi pilnai įkrautas baterijas. Tiesa, skirtumas yra toks mažytis, kad jo neišmatuotų jokios svarstyklės. Bet jis tikrai egzistuoja – elektromobilis su pilnai įkrauta baterija yra sunkesnis.
Elektromobilių baterijos ir taip yra labai sunkios, bet įkrautos jos priauga šiek tiek masės. Kaip? Nodum.lt nėra fizikos puslapis (nors čia rasite paaiškinimus, kodėl paskutinius 20 % elektromobiliai įkrauna lėčiau ir kas yra hidrosmūgis), bet labai paprastą paaiškinimą galima pasiūlyti.
Paprastas paaiškinimas
Išsikraudama elektromobilio baterija nebarsto savo medžiagų į aplinką. Tačiau daugiau energijos baterijoje reiškia, kad ji sveria daugiau. Kaip?
Prisiminkite, ką mokykloje mokėtės apie Albertą Einšteiną ir jo reliatyvumo teoriją – E=MC2. Čia E – energija, M- masė, C – šviesos greitis. Šviesos greitis yra visada toks pats (fizikai su tuo nesutiktų, bet šiuo atveju tai nėra svarbu) – beveik 300 tūkstančių kilometrų per sekundę. Kiti du dydžiai, žinoma, yra kintantys ir nuo vieno kitimo priklauso ir kitas. Jei auga energija, augs ir masė. Tegul ir labai nežymiai, bet šiuo atveju tai reiškia, kad daugiau energijos turinti baterija turi daugiau masės. Masė šiaip nėra tas pats, kas svoris, bet kalbame elektromobilius Žemėje, todėl į tokias detales galime nesivelti.
Šiame straipsnyje Einšteino formulė – tik savotiška iliustracija, parodanti, kad reliatyvumo teorijoje egzistuoja tiesioginis ryšys tarp masės ir energijos. Ir kai baterija netenka energijos, ji netenka ir masės. Bet iš kur atsiranda ta papildoma masė, kai baterija yra įkraunama? Kas į bateriją įteka laidais?
Va čia ir yra sudėtingoji šio klausimo pusė. Fizikai vieningai negali susitarti kas sudaro tą papildomą masę ir kur ji dingsta, kai elektromobilis pasileidžia pamatęs žalią šviesoforą. Tai yra susiję su energijos bei materijos ryšiu.
Ta papildoma masė nėra papildomi elektronai, nes baterijos įkrovimas iš esmės tik perskirsto elektronus, o ne padidina jų skaičių baterijoje. Be to, baterijos gali būti įkraunamos ir belaidžiu būdu. Baterija – įkrauta ar iškrauta – turi tą patį elektronų (ir kitų dalelių) skaičių. Fizikai skaičiuoja, kad įkraunamos baterijos pasunkėjimas yra logiškas, nes masė priklauso ir nuo elektronų judėjimo greičio. Tačiau niekas iš nieko neatsiranda ir niekur nedingsta, todėl ta papildoma masė privalo būti papildoma materija.
Tegul ir nepasakysime, kas tai – įsivaizduokite, kad sėdime prie stalo ir Nodum.lt numojęs jums sako „ai, kažkokie ten kvantiniai procesai“. Bet faktas, kad išsikraudama baterija lengvėja. Kiek? Maždaug mažytę smiltį – kalbame apie neišmatuojamai mažus dydžius, gal 3,4 mikrogramus nuo 85 kWh baterijos. Gerai pasikasę galvą prieš lipdami į elektromobilį numesite daugiau svorio nei elektromobilis atsikratys visiškai iškrovęs savo bateriją. Dėl to šio dydžio neįmanoma išmatuoti svarstyklėmis – jis toks mažas, kad pirštų antspaudai ar dulkės paveiktų matavimus.
Savaime aišku, jei Tesla Model S turėtų dyzelinį variklį, važiuodamas atsikratytų žymiai daugiau svorio.
