Verim 9. Sınıf Fizik
Günlük hayatımızda bir işi yaptığımızda harcadığımız enerji ile üzerinde iş yapılan nesnenin sahip olduğu enerjinin farklı olduğunu gözleriz. Bunun en önemli sebebi sürtünmeden kaynaklanır. Yapılan işin sonucunda enerjinin bir kısmının sürtünmeden dolayı ısıya dönüşmesi o aracın verimini azaltır. Örneğin bir araçta yakılan yakıtın %15 e yakınının hareket enerjisine dönüştüğü gözlemlenir. Bundan dolayı içten yanmalı motorlar verimli değildir. Elektrikle çalışan bir motorda ise %80 lere kadar enerjiyi hareket enerjisine çevirebiliriz. Onun için elektrikli motorlar verimlidir.
Verim, bir sistemden alınan enerjinin o sisteme verilen enerjiye oranıdır.
Verim = Alınan Enerji / Verilen Enerji yada
Verim= Alınan Güç / Çekilen (Harcanan) Güç şeklinde ifade edilebilir.
Denklem 100 ile çarpıldığında verimin yüzde değeri bulunur.
Hareketli makara sisteminde kuvvetin yaptığı işin, cismin kazandığı enerjiden büyük olduğu gözlemlenir. Çünkü kuvvetin yaptığı işin bir kısmı makarada sürtünmelere harcanmıştır. Bu sebepten makara sisteminin verimi %100 olamaz.
Çözümlü Örnek Test Soruları
1. Soru: Bir sistemde yapılan işin, o sistemde harcanan enerjiye oranına ne ad verilir?
A) Güç B) Enerji C) Verim D) İş E) Kuvvet
Doğru Cevap: C) Verim Çözüm: Fizikte verim, bir sistemden elde edilen yararlı işin veya enerjinin, sisteme verilen toplam enerjiye oranıdır. Bu, bir sistemin ne kadar etkili çalıştığını gösterir.
2. Soru: %80 verimle çalışan bir motor, 2000 J enerji harcadığında kaç J yararlı iş yapar?
A) 80 J B) 160 J C) 800 J D) 1600 J E) 2000 J
Doğru Cevap: D) 1600 J Çözüm: Verim, (Yapılan Yararlı İş / Harcanan Toplam Enerji) çarpı 100 olarak hesaplanır. %80 = (Yapılan Yararlı İş / 2000 J) * 100 Yapılan Yararlı İş = .
3. Soru: Aşağıdaki enerji dönüşümlerinin hangisinde verim %100’e en yakın veya %100 olabilir?
A) Ampulde elektrik enerjisinin ışık enerjisine dönüşmesi B) Termik santralde kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüşmesi C) Sürtünmesiz bir ortamda potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşmesi D) Benzinli bir motorun kimyasal enerjiyi hareket enerjisine çevirmesi E) Isıtıcıda elektrik enerjisinin ısı enerjisine dönüşmesi
Doğru Cevap: C) Sürtünmesiz bir ortamda potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşmesi Çözüm: Fizikte enerjinin korunumu ilkesine göre, kapalı bir sistemde enerji yoktan var edilemez, var olan enerji yok edilemez; sadece bir türden başka bir türe dönüşür. Ancak pratik uygulamalarda ve gerçek sistemlerde her zaman enerji kaybı (genellikle ısıya dönüşümle) yaşandığı için verim %100 olamaz. Sürtünmesiz ideal bir ortamda ise enerji kayıpları sıfır kabul edildiğinden, potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümü gibi durumlar %100 verimle gerçekleşebilir. Diğer seçeneklerde ısı, ses gibi enerji kayıpları kaçınılmazdır.
4. Soru: Bir makine 300 J enerji harcayarak 240 J yararlı iş yapmaktadır. Bu makinenin verimi yüzde kaçtır?
A) %60 B) %70 C) %75 D) %80 E) %90
Doğru Cevap: D) %80 Çözüm: Verim, (Yapılan Yararlı İş / Harcanan Toplam Enerji) çarpı 100 olarak hesaplanır. Verim = Verim = .
5. Soru: Bir ütü 1000 W güçle çalışmaktadır. Eğer ütünün ısıtma verimi %95 ise, 1 saniyede ne kadar ısı enerjisi üretir?
A) 95 J B) 100 J C) 950 J D) 1000 J E) 1950 J
Doğru Cevap: C) 950 J Çözüm: Güç (W), birim zamandaki iş veya enerji transferidir (J/s). Ütü 1000 W güçle çalıştığına göre, 1 saniyede 1000 J enerji harcar. Bu enerjinin %95’i ısıya dönüştüğü için: Üretilen ısı enerjisi = .
6. Soru: Aşağıdaki ifadelerden hangisi, bir sistemin verimini artırmak için yapılabilecek bir uygulama değildir?
A) Sürtünmeyi azaltmak B) Enerji kayıplarını minimuma indirmek C) Daha verimli malzeme kullanmak D) Sisteme daha fazla enerji vermek E) Isı yalıtımı sağlamak
Doğru Cevap: D) Sisteme daha fazla enerji vermek Çözüm: Bir sistemin verimi, yapılan yararlı işin harcanan toplam enerjiye oranıdır. Sisteme daha fazla enerji vermek, harcanan toplam enerjiyi artırır; ancak bu durum, yararlı işin aynı oranda artmaması halinde verimi artırmaz, hatta düşürebilir. Verimi artırmak için asıl amaç, enerji kayıplarını azaltarak harcanan enerjinin daha büyük bir kısmını yararlı işe dönüştürmektir. Sürtünmeyi azaltmak, enerji kayıplarını minimize etmek, daha verimli malzeme kullanmak ve ısı yalıtımı sağlamak gibi uygulamalar, verimi artırmaya yönelik doğru yaklaşımlardır.
Verim 9. sınıf fizik Konu Anlatımı Soruları çözümlü örnekler Kısaca özet
Yaptığımız işler sırasında kullandığımız tüm araçlarda enerji dönüşümleri vardır. Bu dönüşümler sırasında bir enerji tamamıyla diğer enerji türüne dönüşemez. Enerjinin bir kısmı da sistemin dışına aktarılır. Sistemin dışına aktarılan bu enerji bu sistemin çalışmasında bir kayıp olarak düşünülebilir. Bu kayıpları ne derece azaltırsak sistemin çalışma verimini 0 kadar artırmış oluruz. Tarih boyunca devir daim düzeneği tasarlayan insanlar yer çekimi gücünden, suyun kaldırma kuvvetinden ya da mıknatısların çekme - itme özelliklerinden yararlanarak sürekli hareketi elde etmeye çalışmışlardır. Amaç sınırsız, ücretsiz ve çevreye zarar vermeden çalışan makineler üretmektir. Binlerce yıl durmadan çalışacak ve enerji verecek bir düzenek kesinlikle bir devir daim makinesidir. Tarih boyunca sayısız devir daim makinesi yapma girişimi olmuştur. Sürtünme kuvveti bu düzenekleri hep durdurmuştur. Ama günümüzde neredeyse sürtünme kuvvetini sıfırlayan maddeler üretilebilmektedir. Günümüzde devir daim makineleri genellikle mıknatıslara dayalı düzeneklerdir. Mıknatıslı düzenekler sayesinde tekerlekler bir pervane gibi sürekli döndürülebiliyor.