Bir elektrik motoru 500 joule enerji alıp 400 joule iş yapıyorsa verimi nedir?
Sevgili öğrenciler, bu soruda bir elektrik motorunun verimini hesaplamamız isteniyor. Verim, bir sistemin ne kadar etkili çalıştığını gösteren önemli bir kavramdır. Şimdi adım adım nasıl çözeceğimize bakalım:
Verim, bir makinenin veya sistemin aldığı enerjinin ne kadarını faydalı işe dönüştürebildiğini gösteren bir orandır. Her zaman %100'den küçük veya eşit olur, çünkü enerji dönüşümleri sırasında mutlaka bir miktar enerji (genellikle ısı olarak) kaybolur. Yüksek verim, daha az enerji kaybı ve daha etkili çalışma anlamına gelir.
Verim ($\eta$) şu formülle hesaplanır:
$\eta = \frac{\text{Faydalı İş Çıkışı}}{\text{Toplam Enerji Girişi}} \times 100\%$
Bu formül, bir makinenin ne kadar verimli çalıştığını, yani harcadığı enerjinin ne kadarını gerçekten işe dönüştürdüğünü gösterir.
Soruda bize verilen bilgiler şunlardır:
Elektrik motorunun aldığı toplam enerji (Enerji Girişi) = $500 \text{ joule}$
Elektrik motorunun yaptığı faydalı iş (İş Çıkışı) = $400 \text{ joule}$
(Öğretmen notu: Burada dikkat etmemiz gereken, motorun aldığı enerjinin tamamının işe dönüşmediğidir. Aradaki $500 \text{ J} - 400 \text{ J} = 100 \text{ J}$'lik fark, genellikle sürtünme veya ısı kaybı gibi nedenlerle çevreye yayılan enerjidir.)
Şimdi elimizdeki değerleri verim formülüne yerleştirelim:
$\eta = \frac{400 \text{ J}}{500 \text{ J}} \times 100\%$
Önce kesirli ifadeyi sadeleştirelim:
$\eta = \frac{4}{5} \times 100\%$
Kesri ondalık sayıya çevirelim:
$\eta = 0.8 \times 100\%$
Son olarak yüzdeye dönüştürelim:
$\eta = 80\%$
Hesapladığımız verim %80'dir. Bu da C seçeneği ile eşleşmektedir. Bu motor, aldığı enerjinin %80'ini faydalı işe dönüştürebiliyor demektir.
Cevap C seçeneğidir.
