Fizikte verim nedir, verim nasıl hesaplanır? Fizikte verimin formülü nedir? Fizikte verim konusunun açıklaması hakkında bilgi.
Verim Nedir – Formülü (Fizik)
Günlük işlerimizde bir çok makina kullanırız. Bu makinalar bize bir iş yapar. Bu işi yaparken de enerji harcarlar, örneğin otomobil benzin yakar, çamaşır makinası elektrik harcar. Bir makina iş yaparken kullandığı enerjinin bir kısmı, sürtünmeler nedeniyle ısıya dönüşür ve kaybolur. Bu nedenle de makina, harcamış olduğu enerjinin hepsini işe çeviremez. Makinanın yaptığı iş, kullandığı enerjiden daima azdır. Ancak ideal, yani sürtünmesiz bir makina kullandığı enerji kadar iş üretebilir. Bu da olanaksız. Çünkü sürtünmeyi yok etmek olası değil. Kaldı ki sürtünme, bir çok hareketin olabilmesi için gerekli de.
Verim Nasıl Hesaplanır?
Enerji verimi, faydalı iş çıktısı ve toplam enerji girdisi arasındaki orandır. Faydalı iş çıktısı, kullanılan enerjinin ne için kullanıldığına bağlı olarak değişebilir. Örneğin, bir arabanın faydalı iş çıktısı tekerleklerin dönmesi, bir ampulün faydalı iş çıktısı ise ışık üretmesi olabilir. Aşağıda enerji verimi nasıl hesaplanacağına ilişkin birkaç örnek verilmiştir:
Örnek 1: Bir arabada enerji verimi nasıl hesaplanır?
Enerji verimi, tekerleklerin dönmesi gibi faydalı iş çıktısının arabanın kullandığı yakıt veya enerjinin toplamına oranıdır. Örneğin, bir araba 10 litre benzin kullanarak 100 kilometre yol kat ederse, enerji verimi şu şekilde hesaplanabilir:
Enerji Verimi = Faydalı İş / Toplam Enerji Girdisi
Faydalı iş = 100 km yol kat etmek Toplam enerji girdisi = 10 litre benzin (10 litre x 34.2 MJ/litre = 342 MJ)
Enerji Verimi = 100 km / 342 MJ = 0.29 veya %29
Bu durumda, arabanın enerji verimi %29’dur, yani kullanılan yakıtın sadece %29’u faydalı iş için kullanılmıştır.
Örnek 2: Bir ampulün enerji verimi nasıl hesaplanır?
Enerji verimi, ampulün ürettiği ışık gibi faydalı iş çıktısının kullanılan elektrik enerjisinin toplamına oranıdır. Örneğin, bir 60 wattlık ampulün enerji verimi şu şekilde hesaplanabilir:
Enerji Verimi = Faydalı İş / Toplam Enerji Girdisi
Faydalı iş = ışık üretmek (belirli bir süre için) Toplam enerji girdisi = 60 watt x süre (örneğin, 1 saat için 60 watt-saat = 216 kJ)
Enerji Verimi = Işık üretmek için kullanılan enerji / 216 kJ
Ampulün enerji verimi, ampulün ışık üretmek için kullandığı enerjinin toplam enerjiye oranıdır. Enerji verimi, ampulün özelliklerine ve kullanım süresine bağlı olarak değişebilir.
Bu şekilde, enerji verimi farklı cihaz ve sistemler için hesaplanabilir ve enerji tasarrufu sağlamak için nasıl geliştirilebileceği anlaşılabilir.
Peki bir makina kullandığı enerjinin ne kadarını işe çevirir?
Bu değer her makina için farklıdır. İşte bunu anlatabilmek için “verim” kavramı tanımlanmıştır. Eğer bir makina kullandığı enerjinin ancak yarısını işe çevirebiliyorsa “verimi yüzde ellidir” denir. Bu oranı bilmekle makinanın belli bir iş için ne kadar enerji kullanacağını ya da belli bir enerjiyle bize ne kadar iş yapacağını bulabiliriz.
Bu açıklamalara göre verim şöyle tanımlanabilir : Bir makinanın ürettiği işin kullandığı enerjiye oranı o makinanın verimidir.
- Verim = Üretilen İş / Tüketilen enerji
Bu orandan çıkan değer genellikle yüzde olarak ifade edilir. Bu değer de sıfırla yüz arasındadır. Verim hiçbir zaman % 100 ya da büyük olamaz.