İletkenler ve yarı iletkenlerdeki ısı oluşumu. (BİLİMSEL TARTIŞMA)

[-Acemi-]

-273 derecede direnç değerinden bahsetmek ne kadar doğru bilmiyorum. Normal şartlarda elektrikli rezistanslı ısıtıcılar %100 verimle çalışır çünkü elektriğin herhangi bir başka forma (hareket vb) dönüşmesi mümkün değildir.

Detaya inerseniz şöyle bir durum söz konusu, elektrikli fanlı ısıtıcı ile ısınan odayı düşündüğünüzde ısı öncelikle havaya, havadanda odadaki diğer tüm ekipmanlara (masa, bilgisayar, bardaktaki su, pc, silgi vb) aktarılmaktadır. Bu malzemelerin hepsi ısıtıcının üflediği havadan düşük sıcaklıkta olduğu için ortama aktarılan ısıyı çekmektedir. Fan destekli elektrikli bir ısıtıcıyla odayı ısıttığınızda odadaki hava sirkülasyonu hızlı olur dolaşan hava odadaki tüm eşyayı ve duvarları süratle ısıtmaya başlar. Kuvvetli fanlarda duvarlardan ısı kaybıda fazla olur.

Bilgisayardan kaybedilen ısı kuvvetli bir hava sirkülasyonu sağlayamaz, önce hava ısınır oradan da odadaki diğer eşyaya ve duvarlara öncekine göre çok daha düşük bir hızda aktarılır. Dolaşan havanın sıcaklığının daha yüksek olması mümkündür.

Isı transferi konusunda deney yaptığınızda denge şartını sağlamanız gerekli. Kısa sürelerde, yalıtımsız yada eşit koşullarda ortam sağlanmadığında denge durumunu yakalamakta mümkün değildir.

Aynı deneyi süreyi uzatıp aynı güçte yağlı radyatörle yapmayı deneyin, bu deney tüm yazılanlardan sizi daha çok tatmin edecektir.

Saygılar....

 

[Mr_YAMYAM]

PC'nin fanlarının hava akımı (CFL) elektrikli ısıtıcınınkinden daha yüksek
Fanların markası FOXCON. Sadece tek bir egzoz fanı var. PSU haricinde.
CPU ısısı artınca fanların hızı da otomatik arttığı için kesin olarak bilebiliyorum.
Buradaki sorun sadece fanların hızı değil. Sonuçta elektrikli ısıtıcıda bir rezistans var ve belli bir gücü var. Üzerindeki sıcaklık fan sayesinde ortama aktarılıyor.
Benzer olay da PC içerisinde yaşanıyor.
CPU ve Ekran kartı ısınıyor, fanlar ile sıcaklık dışarı atılıyor. Ha birisi hızlı diğeri yavaş üflüyor sorun yok. Buradaki temel nokta şudur.
Elektrikli ısıtıcı belli bir güçte çalışıyor ve bu gücün belli bir kısmı ısı olarak odaya yayılıyor.
PC de ısı üretiyor ve oluşan ısı fanlar ile odaya yayılıyor.
Isıtıcının gücü 800W PC nin gücü 650W olsa da ? soru işareti. Tam güç o esnada hesaplanmamıştır. Belki 300W harcıyor belki de 400W.
Ama PC, TDP çalışırken odayı daha kısa sürede ısıtıyor bu kesin
Üretilen ısıları kıyaslarsak ısıtıcının üflemiş olduğu hava biraz daha sıcak. Mantıken daha kısa sürede ortamı ısıtması gerekmektedir.
Oda hacmi ve diğer etkenler sabit olduğu için, çok fazla değinilecek bir mevzuu yok.

 

[-Acemi-]

Yağlı radyatörle deneyin hocam, başka türlü ikna olmazsınız. 800 Watt yağlı radyatör ve PC. Süreyide 2 saat tutun bu sefer ikna olacaksınız.

 

[Mr_YAMYAM]

Neden ki?
Yağlı radyatörün sirkülasyonu daha mı yüksek olacaktır.
Isı iletimi yüzeyi olarak incelediğimizde çıkmaza girersem, gıcıklığına aynı yüzeyde fansız bir soğutucu imal ettirip, PC'ye takarım. Ve belki de yağsız olarak odayı yine daha kısa sürede ısıtabilirim. Genel düşüncem bu olsa da zaten bunun ispatını bilimsel olarak hesaplamaya çalışıyorum
Sonuçta bir gerçeklik vardır.
Bir PC içerisinde milyonlarca transistör bulunmaktadır. Bu transistrlerin boyutları nm'ler boyutunda olsa da ısı üretmektedirler. Toplamda belli bir miktar ısı açığa çıkmaktadır.
Üretilen bu ısı miktarının bilimsel hesaplanma yöntemi yoktur. Keza rezistanslarda da durum böyledir. Sadece üzerlerinde oluşan sıcaklık değeri sözkonusudur.

 

[karaapak]

Isı ölçümünün nasıl bilimsel bir yolu olmuyor.
Zaten temel ölçü birimi, tanım bu,
gerçek hayatta olan bir şeyin sembolü sadece.
1 atmosferde 1 santimetreküp suyun sıcaklığını
1 santigrad derece arttırmak için gereken enerji
1 kalori,
veya 4,18 joule
veya 4,18 wattsaniye

isterseniz tersini düşünün,

1 atmosferde 1 santimetreküp suya
1 kalori enerji verilirse sıcaklığı 1 santigrad derece artar.

Sıcaklık işte bu 1 atmosfer ve buz su sınırında saf su
(0 derece kabulu) referans noktasına göre
her hangi bir şeyin hangi ısıl potansiyelde olduğunu
gösteren bir ölçü birimi.
Isı ise bir enerji birimi.

E = m c Delta"t" (veya Q= m c Delta"t")
E = m g h ile örneklersek
Sıcaklık "h" olur,
m olmadıktan sonra ISIda olamaz.

Bu arada ısıtıcının üzerinde 800 Watt yazmasına aldanmayın.

 

[-Acemi-]

Neden ki?
Yağlı radyatörün sirkülasyonu daha mı yüksek olacaktır.
Isı iletimi yüzeyi olarak incelediğimizde çıkmaza girersem, gıcıklığına aynı yüzeyde fansız bir soğutucu imal ettirip, PC'ye takarım. Ve belki de yağsız olarak odayı yine daha kısa sürede ısıtabilirim. Genel düşüncem bu olsa da zaten bunun ispatını bilimsel olarak hesaplamaya çalışıyorum
Sonuçta bir gerçeklik vardır.
Bir PC içerisinde milyonlarca transistör bulunmaktadır. Bu transistrlerin boyutları nm'ler boyutunda olsa da ısı üretmektedirler. Toplamda belli bir miktar ısı açığa çıkmaktadır.
Üretilen bu ısı miktarının bilimsel hesaplanma yöntemi yoktur. Keza rezistanslarda da durum böyledir. Sadece üzerlerinde oluşan sıcaklık değeri sözkonusudur.

Rezistansın verdiği ısıyı elektriksel hesaplamanız mümkündür, elinizle baktınızda sıcaklık hissetmemeniz ısı üretmediği anlamına gelmez. Bilimsel deneylerde de bu böyle yapılmakta, rezistans 100 Watt güç çekiyorsa 100 Watt ısı alınır. (kayıplar ayrıca hesaplanır)

Çalışan herşey bir miktar ısı yayacaktır, nm boyutunda olan ekipman içinde aynısı geçerli. Sayısı milyonlarca olunca elbet ortamı ısıtacaktır.

Bilimsel ispat için laboratuvar ortamı lazım, buradan sonuca varmamız mümkün değil. Ama 650 Wattlık güç kaynağına sahip bilgisayarın 800 Watt güç çeken ısıtıcıdan fazla ısı üretmeside imkansızdır.

Saygılar....

 

[Mr_YAMYAM]

Arkadaşlar
Konumuz bilimsel bir tartışmadır. Elbette karşı çıkmanız mümkün. Hatta karşıt düşünceler sonuca gitmeyi daha da kolaylaştırabilir.
Isının ölçümü ile sıcaklığın ölçümü farklıdır.
Konunun başlarında örnekler vermiştim. 10W lık güç harcadığımızı ölçebiliyoruz.
V*I=P
Ama 100W lık bir direnç ile 1W lık bir direnç üzerinde oluşan ısıyı (DİKKAT ISI) ölçemiyoruz ama sıcaklığı ölçebiliyoruz.
100Wlık direnç üzerinde 10W güç harcıyoruz ama elimizde efektif bir ısı artışımız bulunmuyor. Ölçemiyoruz.
1W lık bir yükte ise ciddi bir sıcaklık değişimi görüyor ve oradaki sıcaklık artışını ölçebiliyoruz.
Demekki Elektrik enerjisini bariz bir şekilde ısıya dönüştürebilmişiz.
Aynı durum yarı iletkenlerde de mevcuttur.
Tek sorunumuz bir iletkende mi (Direnç) yoksa yarı iletkende mi aynı güç harcaması ile daha fazla ısı elde edebiliriz?
Temel mevzuumuz bu mühmal üzeredir.

ÖZEL NOT:
Konumuz bilmsel tartışma içeriklidir. Bilimsel tartışmalar daimi olarak müspet dayanaklar ile doğru ilerleyebilir ve sonuca varılabilir.
Ben burada sadece bir araştırma yapmaktayım.
Bu konuyu biliyorum anlamında herhangi bir iddiam yok.
Bilim zaten birçok şeyi ispat etmiş olsa da, bizlerin bilmediği şeyleri tartışmak ve bir sonuca varabilmek önemlidir. Keza bir arkadaşımız literatürde yer almış bir döküman bulur ve de şunu söyleyebilirse...
Yarıiletkenlerde elde edilebilecek ısı yaklaşık şu orandadır.
Veya tersi olarak, iletkenlerde şu seviyede elde edilmektedir. Gibi.
Yoksa iddia edildiği üzere rezistansların %100 verimli olduklarını iddia etmek değildir. Eğer rezistanslar %100 verimli ise, son zamanlarda yaygınlaşan karbon infrared ısıtıcıların verimi belki de %150 dir.
Verilen enerji ile alınan enerjinin eşdeğer olması gerekmez mi sizce.

 

[-Acemi-]

İlk verdiğiniz şemada elde edilen ısıl güç eşittir.

Elektrikle çalışan düz bir ısıtıcıda %100 üzeri verim elde etmeniz mümkün değildir, termodinamik kanunlarına aykırı. Ancak çevrim ilkelerine göre çalışan kompresörlü makinalarda bu mümkündür.

Rezistansa giren güçle elde edilen ısıl güç aynıdır. Sn. serkan48 ve Sn. karaapak ın açıklamalarına da tekrar bakın isterseniz.

Saygılar....

 

[Mr_YAMYAM]

İlk verdiğiniz şemada elde edilen ısıl güç eşittir.

Saygılar....

İyi ya işte. Ben de bunun ispatını arıyorum.
Şimdilik araştırma halindeyim. İlerde kafam kızarsa 4 ya da 8 adet işlemciyi bir araya getirip,
Rezistanslı ısıtıcıyı da 60'C sıcaklıkta çalışacak şekilde modifiye ederek.
İşlemci sıcaklıklarını 60'C de çalışacak şekilde ayarlayıp.
Aynı oda koşullarında deneyler yapabilirim. Artık bu gibi deneyler ile hangi sonuca ulaşabilirim bilemiyorum.

 

[karaapak]

Temelleri şöyle:
https://www.khanacademy.org.tr/fen-...ri/termodinamigin-1.-yasasi-ve-İc-enerji/4604

Şu seride çok güzel bir belgesel serisi
dakika 8.30 konuya çok yakın bir durumdan bahsediyor: