Isıl enerji dönüşüm sistemlerinde (jeotermal, biyokütle yakma vb.) verimlilik, Termodinamiğin İkinci Yasası ve Carnot Verimi ile sınırlıdır. Carnot Verimi, bir ısı makinesinin sahip olabileceği teorik üst sınırı temsil eder ve formülüyle hesaplanır (Sıcaklıklar Kelvin cinsindendir). Bir mühendis, düşük sıcaklıklı bir jeotermal kaynağı () kullanarak elektrik üretmeyi planlamaktadır. Bu sistemin verimliliğini artırmak için mühendisin yapabileceği en radikal ve fiziksel olarak en tutarlı eylem aşağıdakilerden hangisidir?
Şıklar
Sistemin çalıştığı ortamın çevre sıcaklığını () düşürecek bir soğutma kulesi tasarımı yapmak
Türbin kanatlarının yüzey alanını iki katına çıkararak basıncı artırmak
Kaynaktan gelen suyun debisini artırarak birim zamandaki kütle transferini yükseltmek
Jeneratördeki bakır tellerin yerine süperiletken teller kullanarak iç direnci sıfırlamak
Suyun öz ısısını değiştirecek kimyasal katkı maddeleri eklemek
Çözüm Açıklaması
Carnot formülüne göre verimliliği artırmanın iki yolu vardır: Ya sıcak kaynağın sıcaklığını () artırmak ya da soğuk haznenin sıcaklığını () düşürmek. Jeotermal kaynak sıcaklığı sabit olduğuna göre, mühendis sistemin verimliliğini artırmak için atık ısının bırakıldığı ortamın sıcaklığını düşürmeye odaklanmalıdır.
Video Çözüm
AI ile video çözüm oluştur
İnteraktif Çözüm
Adım adım, sesli ve animasyonlu çözüm. Quiz ile kendini test et!