Elektrik Enerjisi ve Isı Dönüşümü
Yayınlanma:
6. Direnç, iletkenlerin elektrik akımına karşı gösterdiği zorluktur. Elektrik akımı iletken telden geçerken telin direnci ile karşılaşır ve elektrik akımının bir kısmı direnç nedeni ile ısı enerjisine dönüşür. İletkenlerin direnci; uzunluğuna, kesit alanına ve cinsine bağlı olarak değişir. Eşit uzunluk ve kesit alanına sahip maddelerin direnç değerleri yandaki tabloda verilmiştir. Bir öğrenci, eşit uzunluk ve kesit alanına sahip iletken telleri sarmal hâle getirip özdeş beherlerdeki eşit sıcaklığa sahip suların içine daldırarak belirli bir süre çalıştırmış ve suda meydana gelen sıcaklık değişimini ölçmüştür. Buna göre öğrenci hazırladığı aşağıdaki düzeneklerin hangisinde en büyük sıcaklık değişimini ölçer? A) Bakır tel, 100 ml su, 5 dk çalışma süresi. B) Nikel-krom tel, 200 ml su, 3 dk çalışma süresi. C) Nikel-krom tel, 100 ml su, 5 dk çalışma süresi. D) Alüminyum tel, 100 ml su, 5 dk çalışma süresi.
Soruda görsel içerik var: Soru 6 numara ile başlamaktadır. Sağ üstte bir tablo bulunur; 'Cins' sütununda 'Bakır' (0,0178 Ohm), 'Alüminyum' (0,0284 Ohm) ve 'Nikel-Krom' (1,1 Ohm) değerleri yer alır. Yanında elektriksel direnç üzerine kısa bir metin vardır. Aşağıda A, B, C, D seçenekleri olarak dört ayrı deney düzeneği verilmiştir. Her düzeneğin şemasında bir elektrik devresi ve içinde su bulunan bir beher gösterilmektedir. A şıkkı: Bakır tel, 100 ml su, 5 dk süre. B şıkkı: Nikel-krom tel, 200 ml su, 3 dk süre. C şıkkı: Nikel-krom tel, 100 ml su, 5 dk süre. D şıkkı: Alüminyum tel, 100 ml su, 5 dk süre.
Animasyonlu Video Çözüm
İlk yarısı ücretsiz izlenebilir, tamamı uygulamada.
Adım Adım Yazılı Çözüm
Merhaba Aylin, bu soruda elektriksel enerjinin ısı enerjisine dönüşümünü ve bunun suyun sıcaklığı üzerindeki etkisini adım adım inceleyelim.
Elektriksel Isınma ve Sıcaklık Değişimi
Bir kap içindeki suyun sıcaklık değişimini belirleyen temel faktörleri hatırlayalım. Sıcaklık değişimi, suya verilen ısı miktarı ile doğru orantılı, suyun kütlesi ile ters orantılıdır.
Buradaki ısı miktarı, yani ku, telden geçen elektrik akımı tarafından üretilir. Özdeş piller kullanıldığı için voltaj sabittir. Bu durumda üretilen ısıyı şu formülle ifade edebiliriz.
İki formülü birleştirdiğimizde, sıcaklık değişiminin süre ile doğru; direnç ve kütle ile ters orantılı olduğunu görürüz. Yani en büyük sıcaklık değişimi için süreyi uzun, direnç ve su miktarını küçük seçmeliyiz.
Hedef:
- En uzun süre ($t \uparrow$)
- En küçük direnç ($R \downarrow$)
- En az su miktarı ($m \downarrow$)
Şimdi tabloyu kullanarak en küçük direnci hangi telin sağladığını bulalım.
| Cins | Direnç (Ohm) |
|---|---|
| Bakır | $0,0178$ |
| Alüminyum | $0,0284$ |
| Nikel - Krom | $1,1$ |
Tablodaki değerlere baktığımızda, bakır telin direnci diğerlerinden çok daha düşüktür. Düşük direnç, devreden daha fazla akım geçmesini ve daha fazla ısı üretilmesini sağlar.
Çözümün devamı Solvi’de
5 adım daha kilitli. Tamamını animasyonlu ve sesli anlatımla ücretsiz izle.
Fotoğrafını çek, her soruyu böyle çöz.
Çözümün Devamını Ücretsiz İzle
İndirmesi ücretsiz · İlk çözümler hediye
