Popüler Bilim Tüm Yazılar

Yakıtı Mum Ve Buz Olan Ressam Robot

Isı, tıpkı elektrik gibi bir enerji türüdür ve biliyoruz ki, enerji türleri birbirlerine dönüştürülebilirler. Biz, ısı enerjisini elektrik enerjisine dönüştürerek kendi kendine hareket edip çizim yapabilen bir ressam robot düzeneği hazırladık. Bunu nasıl yaptığımıza ve altında yatan bilimsel prensiplere bir bakalım:

Elektirik enerjisini ısı enerjisine dönüştürmek için ütü, kettle, ısıtıcı gibi cihazlar kullanıyoruz. Peki, ısı enerjisini elektrik enerjisine çevirebilir miyiz? Nasıl… Termoelektrik prensiplerle çalışan peltier denilen cihazlar sorumuzun yanıtını veriyor. Çoğumuzun adını yeni duyduğu peltierler; araç buzdolaplarında, lazer soğutma sistemlerinde, mikroişlemci soğutucularında vb. bir çok yerde kullanıyoruz.

211888617_tn30_0

Peltier

Kibrit kutusu büyüklüğündeki peltierin bir yüzeyi ısıtılıp diğer yüzeyi soğutulursa; fizikçilerin Seebeck etkisi dedikleri bir durum oluşturacak ve yaklaşık 1,1 voltluk potansiyel fark üretecektir. Bu da sorumuzun yanıtını verecektir.

1,1 voltluk potansiyel fark ise titreşim yapan küçük bir elektrik motorunun çalışması için yeterlidir. Aşağıda bir videosunu izleyeceğiniz deney düzeneğimiz, bize basit bir ressam robot yapma imkanı veriyor.

Peki , Seebeck Etkisi Nedir ?

1823 yılında, Thomas Johann Seebeck adında Estonya’lı bir bilim insanı, iki farklı iletken tel kullanarak önce bir halka oluşturdu. Sonra, bu iki teli birbirine bağladığı yerlerden birisini ısıttı ve diğerini soğuttu. Sonuçlar inanılmazdı. Böylesine basit bir deney sonucunda, telin çevresine yaklaştırdığı pusula sapıyordu. Yani elektrik üretmiş ve bu da manyetik bir alan oluşturmuştu. Ama, ne yazık ki; Seebeck oluşan bu manyetik etkinin nedenini yanlış yorumladı!

Onun hipotezine göre, Dünya’nın kutuplarıyla ekvator arasındaki sıcaklık farkı bu manyetik etkiyi oluşturuyordu! Halbuki, üzerinden akım geçen telin çevresinde manyetik alan oluşturduğunu ve pusulanın saptığını bundan üç yıl önce Hans Christian Ørsted net bir şekilde göstermişti.

Sonuçlandırılamayan bu hipotez çökmesine rağmen elinde somut bir ürün duruyordu: Elektrik üretmenin başka bir yolu… Bu etkiye günümüzde Seebeck etkisi deniliyor.

A ve B iki farklı iletken teldir. Siyah noktalardan birisi ısıtılır ve diğeri soğutulursa sistemde voltaj farkı oluşur.Bu Seebeck etkisidir.

A ve B iki farklı iletken teldir. Siyah noktalardan birisi ısıtılır ve diğeri soğutulursa sistemde voltaj farkı oluşur.Bu Seebeck etkisidir.

Peltier Etkisi Nedir ?

Seebeck’ten 12 yıl sonra 1835’te, Fransız bilim insanı Jean Charles Athanase Peltier ilginç bir etki keşfetti.

Seebeck bağlantı noktalarından birisini ısıtıp diğer noktayı soğutmuş ve elektrik üretmişti. Peltier ise bağlantı noktalarına doğru akım (bir ucuna + diğer ucuna -) vermiş ve uçlardan birisi soğumuş ve diğer uç ısınmıştı. Ve yine… Ne yazık ki; Peltier, kendi deney sonuçlarını Seebeck’inkilerle ilişkilendirememiştir…

Peltier_effect

B uçlarına doğru akım, (birisine + diğerine -) verilirse noktalı bölgelerden birisi ısınır ve diğeri soğur.Bu Peltier etkisidir.

Videoda izlemiş olduğunuz deney düzeneği, AlibabaBilimEvi tarafından tasarlanmıştır.

Gördüğünüz gibi, basit bir biçimde ısı enerjisini elektrik enerjisine dönüştürebiliyoruz. Benzer, ama çok daha gelişmiş bir sistemi, Güneş Sistemi’nin uzaklarına gönderdiğimiz uzay araçlarına elektrik sağlamak için de kullanıyoruz. Bu uzay araçlarının ısıyı nasıl elektriğe çevirdiği ile ilgili şu yazımıza göz atabilirsiniz.

Ali Çağlar

Referanslar:
http://alicaglar.net
https://www.facebook.com/AlibabaBilimEvi/
https://tr.wikipedia.org/wiki/Peltier_so%C4%9Futucu

Görsel kaynaklar
Görsel 1-2 : http://alicaglar.net
Görsel 3-4 : https://tr.wikipedia.org/wiki/Peltier_so%C4%9Futucu

Hep daha fazla okumak gerekir...