עברית במכינה הטכנולוגית — קיץ 2024 מועד א' (99912)

חלק א' – הבנת הנשמע (28 נקודות – 7 נק' לכל שאלה).

האזינו להקלטה (נפתח בכרטיסייה חדשה) — «איך קובעים את השכר?», כאן חינוכית (מדקה 1:26 – 11:26)

קראו את השאלות, לאחר מכן האזינו להסכת (פודקסט) והתחילו לענות על השאלות. לאחר חמש דקות תוכלו לשמוע שוב את ההסכת ולהשלים את תשובותיכם.

איך קובעים את השכר?

חלק ב' – הבנת הנקרא (40 נקודות) קראו את הטקסט וענו על השאלות שאחריו.

ההנעה, ההונאה והתנועה שלא נגמרת מעובד על פי עמית פנדו (נובמבר 2023). ההנעה, ההונאה והתנועה שלא נגמרת(weizmann.ac.il)

פסקה א באמצע שנת 1981 הודיע חבר הכנסת יעקב מרידור, לימים שר הכלכלה, שהוא משתף פעולה עם מדען על פיתוח שיטה חדשנית להפקת אנרגיה בלתי מוגבלת. מרידור שמר בסוד את פרטי השיטה, אך לפי תיאורו אפשר היה להבין שהיא מבוססת על מנגנון כימי כלשהו, שמאפשר לקחת אנרגיה מעטָה ולהפיק ממנה כמות אנרגיה גדולה פי אלף. "ב-23 קילו-קלוריות מייצרים 17 אלף קילו-קלוריות. זה כאילו לקחת נורה רגילה של בית של 150, או 100, או 50 ואט, ובכוח האנרגיה שהנורה הזאת מייצרת, מאירים עיר שלמה כמו רמת גן", הצהיר בריאיון לתוכנית רדיו ב-28 ביוני 1981.

פסקה ב מדענים רבים הזהירו כי מדובר ברעש גדול על המצאה שטרם נבחנה, וכי "הבלוף (השקר) בולט לעין". ואכן הם צדקו. ובכל זאת, איך יכלו המדענים לדעת מראש שמדובר בתרמית? התשובה טמונה בעקרונות הפיזיקליים של תחום התרמודינמיקה, העוסק בהעברת חום ואנרגיה, ובתוכו ברעיון שנקרא אנטרופיה.

פסקה ג תארו לעצמכם שהייתה לנו מכונה שפועלת כמו ההמצאה של מרידור: היינו מזינים אותה במעט אנרגיה ומקבלים בתמורה הרבה יותר. בשימוש מתמשך, יכולנו להשתמש באנרגיה שהמכונה עצמה מפיקה על מנת להמשיך להפעיל אותה, ובמה שנותר היינו מספקים את כל צרכינו האחרים. מכונה כזאת הייתה מניבה לנו בפועל כמות אינסופית של אנרגיה, ופותרת רבות מהבעיות של העולם המודרני. יכולנו להיגמל מהשימוש במקורות אנרגיה בזבזניים ומזהמים, לספק חשמל זול לקהילות עניות במקומות נידחים של העולם ולשדרג משמעותית את התשתיות המתקדמות שלנו. מכונות שכאלו, שמייצרות יותר אנרגיה ממה שהן צורכות, קרויות מכונות תנועה מתמדת, או פרפטום מובילה (Perpetuum Mobile) בלטינית. השם הזה ניתן להן משום שלכאורה מרגע שהנענו אותן, הן ימשיכו לנוע לנצח.

פסקה ד לניסיון המתועד הראשון לייצר מכונת תנועה מתמדת אחראי המתמטיקאי ההודי בסקרה השני (Bhaskara II), שחי במאה ה-12 לספירה. במסגרת עיסוקיו המדעיים הוא עיצב מכונה פשוטה, שקרויה כיום על שמו "גלגל בסקרה", וציפה שתסתובב לנצח. כדי לבנות גלגל בסקרה, יש לקחת גלגל ולהחליף את החישורים שלו (המוטות המחברים את מרכז הגלגל להיקפו) בצינורות מעוקלים המלאים עד מחציתם נוזל (בעיצוב המקורי של בסקרה הם הכילו כספית). כשהגלגל מסתובב, החישורים מסתובבים איתו, מתהפכים בהדרגה, והנוזל נשפך לקצה הרחוק של החישור. כשהוא עושה זאת, הוא מפעיל כוח על הגלגל בכיוון הסיבוב. התהליך חוזר על עצמו גם בחישורים הבאים, בשעה שבחישורים שבצד הנגדי הנוזל חוזר באיטיות למקומו המקורי. המבנה המעוקל שלהם נועד לוודא שהנוזל יישפך מהר למטה ויפעיל כוח גדול בכיוון התנועה, אך יחזור למקומו לאט. עם השנים הגו אנשים תוכניות שונות ומשונות למכונות תנועה מתמדת יצירתיות משלל סוגים.

פסקה ה השדה הפיזיקלי העוסק ביצירה, ניצול, והעברה של אנרגיה נקרא תרמודינמיקה. חוקי התרמודינמיקה מגדירים אילו תהליכים של מעבר אנרגיה וחום מותרים בטבע, ואילו תהליכים לא יכולים לקרות. בסך הכול יש ארבעה חוקי תרמודינמיקה, אך כאן נתייחס רק לשני הראשונים, שכן הם אלה שבגללם הפיזיקאים מרימים גבה כשמציגים בפניהם המצאה שמתיימרת להיות מכונת תנועה מתמדת.

פסקה ו החוק הראשון של התרמודינמיקה קובע שהשינוי בכמות האנרגיה בכל תהליך הוא סך כמות העבודה שעשינו וכמות החום שהופק בתוך כך. כלומר, אם השקענו כמות מסוימת של אנרגיה בתהליך מסוים, כמות העבודה המֵרבית לא יכולה להיות גבוהה מהכמות הזאת. החוק הראשון של התרמודינמיקה הוא למעשה ניסוח אחר של חוק שימור האנרגיה: סך האנרגיה בכל תהליך חייב להישמר, כך שדי בחוק הזה לבדו כדי לקבוע כי מכונות שמבטיחות אנרגיה אינסופית לא יכולות להתקיים.

פסקה ז החוק השני של התרמודינמיקה מסביר מה אפשר לעשות בָּחוֹם. יש תהליכים שבהם חלק מהאנרגיה עובר בתור חום. אבל האם כיווּן מעבר החום הוא קבוע? ואם כן, מה קובע אותו? ולמה כשאנו שמים קוביית קרח בכוס מים, החום עובר דווקא מהמים לקרח, כך שהמים מתקררים והקרח מתחמם? האם יכול להיות מצב הפוך, שבו הקרח יתקרר יותר ואילו המים ירתחו?

פסקה ח מכאן, החוק השני של התרמודינמיקה מסביר שחום יעבור תמיד מהגוף החם לגוף הקר, עד שהטמפרטורה של שניהם תשתווה. כלומר, שמערכות פיזיקליות תמיד מתקדמות לקראת שיווי משקל תרמודינמי, שבו תכונות המערכת שוות בכל חלק שלה. הדרך היחידה להפוך את כיוון מעבר החום היא אם נשקיע אנרגיה נוספת. ואכן זה בדיוק מה שאנחנו עושים כשאנחנו משתמשים במזגן או במקרר.

פסקה ט אם כן, לפי חוקי התרמודינמיקה שום מכונה לא יכולה ליצור יותר אנרגיה מזו שנדרשה כדי להפעיל אותה. אפילו "תיקו" קשה מאוד להוציא - חלק מהאנרגיה תאבד כחום, ולכן נקבל בסופו של דבר פחות אנרגיה ממה שהכנסנו. על כן, מכונות תנועה מתמדת, או כל הבטחה אחרת לאנרגיה אינסופית, פשוט אינן אפשריות.

פסקה י גם שיטות להפקת אנרגיה ירוקה, כמו טורבינות רוח או מים, אינן מספקות אנרגיה אינסופית, כיוון שהרוח והזרמים המניעים אותן תלויים באנרגיית השמש, שמתכלה אף היא לאיטה. והיות שחוקי הפיזיקה לא מאפשרים את קיומן של מכונות תנועה אמיתיות, יש לנו הצעה ידידותית בשבילכם: בפעם הבאה שמציגים לכם מכונה שעובדת ועובדת ועובדת, דבר ראשון חפשו איפה החביאו בה את הסוללות.

ענו על 5 מתוך השאלות 1-8 (ערך כל שאלה – 8 נקודות). כל השאלות מתייחסות למאמר, אלא אם נכתב אחרת.

חלק ג' – הבעה בכתב (32 נקודות)

לפניכם 3 נושאים. בחרו נושא אחד וכתבו עליו חיבור (כעמוד וחצי). תנו כותרת לחיבור, הקפידו על טקסט רציף, ניסוח בהיר, סימני פיסוק, כתיב נכון וכתב יד ברור. המלצה: כדאי לכתוב ראשי פרקים לפני כתיבת החיבור עצמו ולבדוק שוב את התוצר הסופי.