Bir enerji mühendisi, geleceğin 'Akıllı Şehir' projesi için kendi enerjisini üreten bir kaldırım sistemi tasarlıyor. Bu sistemde, yayaların her adımında zemine uyguladığı basınç kuvveti, \piezoelektrik kristaller a\fracılığıyla elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. Mühendis, sistemin verimliliğini artırmak için şu üç parametreyi analiz ediyor: \nI. Kristallerin üzerine uygulanan basıncın homojen dağılımını sağlamak.\nII. Üretilen enerjinin depolanması sırasında açığa çıkan ısıl enerjiyi geri kazanmak.\nIII. Adım başına düşen 'mekanik iş - elektrik enerjisi' dönüşüm oranını maksimize etmek.\nTermodinamiğin temel yasaları ve enerji verimliliği ilkeleri dikkate alındığında, bu sistemin 'toplam verimliliğinin' asla %100 olamamasının ve enerjinin bir kısmının 'kullanılamaz' hale gelmesinin temel sebebi aşağıdakilerden hangisidir?
Şıklar
Piezoelektrik kristallerin atomik yapısındaki elektronların kütlesiz kabul edilmesi.
Sistemdeki sürtünme ve direnç gibi etkilerle enerjinin bir kısmının entro\piyi artı\fracak şekilde iç enerjiye dönüşmesi.
Yayaların kaldırıma uyguladığı dik kuvvetin, yüzey alanıyla ters orantılı olması.
Yerçekimi potansiyel enerjisinin sadece kinetik enerjiye dönüşebilmesi.
Depolama birimlerinde kullanılan kapasitörlerin sadece doğru akım (DC) ile çalışması.
Çözüm Açıklaması
Enerji verimliliği söz konusu olduğunda, hiçbir sistem %100 verimle çalışamaz. Mekanik enerjinin elektriğe dönüşümü sırasında sürtünme, elektriksel direnç ve diğer kayıplar nedeniyle enerjinin bir kısmı ısıya (iç enerjiye) dönüşür. Bu durum evrendeki düzensizliği (entro\pi) artırır ve bu enerji 'kullanılamaz' hale gelir.
Video Çözüm
AI ile video çözüm oluştur
İnteraktif Çözüm
Adım adım, sesli ve animasyonlu çözüm. Quiz ile kendini test et!