Atmosferik Sirkülasyon Modelleri – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları

Enerji Bandı – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları
Enerji Bandı Atomlar (d) arasında belirli bir mesafede, iki üst bant, değerlik bandı ve iletim bandı arasında elektronların bulunamayacağı bir enerji aralığı olduğu açıktır. Enerji aralığı, bir yarı iletkenin bant aralığı, örneğin, olarak adlandırılır. Ayrıca, T = 0K olduğunda, hiçbir bağ kırılmadığından, dış iletim bandındaki enerji seviyelerinin hiçbiri işgal edilmeyecektir. Ancak valans bandında, mevcut tüm enerji seviyeleri doludur. Bu, harici bir elektrik alanından hiçbir enerjinin emilemeyeceği, yani elektrik akımının akamayacağı anlamına gelir. Yarı iletken daha sonra bir yalıtkandır. Sadece daha yüksek sıcaklıklarda iletkenlik gösterir, çünkü o zaman bazı elektronlar iletim bandındaki enerji seviyelerini işgal eder. İki dış enerji bandı arasında bir enerji aralığı olan bu bant yapısı yalıtkanlarda da oluşur. Yarı iletkenler ve yalıtkanlar yalnızca bant aralığının boyutunda farklılık gösterir. Bir yarı iletkende, "normal sıcaklıklarda" bile (örneğin, oda sıcaklığında) bazı elektronlar bant aralığını atlayarak elektriksel iletkenliğe yol açabilir. Yalıtkanlarda, bant mesafesi o kadar büyüktür ki, normal sıcaklıklarda hiçbir elektron boşluğu atlayamaz. Yarı iletkenler için bu bant aralığının enerjisi için normal değerler, elektron voltun birkaç onda biri ila yaklaşık 2 eV aralığında yer alırken, yalıtkanlar için bu enerjiler önemli ölçüde daha yüksektir. İletim, bir yarı iletkende şu şekilde meydana gelebilir: "Normal" sıcaklıkların geniş sıcaklık aralığında, iletim bandı "neredeyse boştur" ve valans bandı elektronlarla "neredeyse doludur". İletim bandında "neredeyse boş", yalnızca birkaç elektronun izin verilen enerji durumlarında olduğu anlamına gelir. Tüm bu durumlar bandın kenarına yakın olmasına rağmen, dolu seviyelere yakın çok sayıda boş durum vardır, bu nedenle bu elektronlar neredeyse sürekli bir işlemle daha yüksek bir seviyeye ulaşma yeteneğine sahiptir. Bu, bir elektrik alanına bağlandığında enerjinin sürekli olarak alınabileceği anlamına gelir. Bu nedenle, elektronlar bir elektrik alanı yönünde hareket edebilir. O zaman iletken elektronları metallerdeki elektronların klasik fizikte ele alındığı gibi ele almak mümkündür. Seyreltme seviyesi nedeniyle birbirlerini çok az etkilerler, ancak kristalin kafesi ile sürekli yakın etkileşim halindedirler. Bu etkileşim oldukça karmaşıktır ve yalnızca istatistiksel olarak değerlendirilebilir. Buna benzer bir şekilde “neredeyse dolu” valans bandındaki davranıştır. Bu banttaki bazı enerji seviyeleri elektronlar tarafından işgal edilmez ve bu enerji seviyeleri de değerlik bandının kenarına yakındır. İletim bandında olduğu gibi, bu boş durumlar çok sayıda işgal altındaki durumlarla çevrilidir. Bu, böyle bir boş durumun değerlik bandı içinde dolaşabileceği anlamına gelir. Bu boş durum, boşluk veya kusurlu elektron olarak bilinir. Bu deliği bir birey olarak, yani bir yük taşıyıcı olarak ele almanın mantıklı olduğu kanıtlanmıştır. Bu yük taşıyıcının pozitif bir yükü olduğu açıktır. Kusurlu elektron veya boşluk, elektron gibi, ikinci tip bir yük taşıyıcıdır. Bu, yarı iletkenlerdeki iletkenlik olgusunu ele almak için son derece yararlı bir biçimciliktir. T = 300 K'de saf silikonun özdirenci son derece yüksektir, yaklaşık 300.000 Ωcm. Ayrıca sıcaklıkla çok önemli ölçüde değişir. Bununla birlikte, sıcaklığı artırmanın yanı sıra, bir yarı iletkendeki yük taşıyıcılarının konsantrasyonunu ve dolayısıyla iletkenliğini değiştirmenin oldukça etkili başka bir yöntemi, yani belirli safsızlık atomlarının kristale amaçlı olarak sokulması vardır. Yenilenemez enerji kaynakları enerji kaynakları nelerdir Yenilenemez enerji kaynakları petrol YENİLENEBİLİR ve yenilenemez enerji kaynakları Enerji kaynakları Nelerdir Doğal enerji kaynakları Nelerdir Yapay enerji kaynakları Dünyada kullanılan enerji kaynakları Kristal yapıdaki silikon atomunu periyodik tablonun beşinci grubundan bir elementle, örneğin fosforla değiştirirsek, bu atom beraberinde beş valans elektronu “getirir”. Kristal yapıya bağlanmak için bu elektronlardan sadece dördü gerekir. Bu nedenle, beşinci elektronun nispeten gevşek bir şekilde bağlı olması ve bu nedenle düşük sıcaklıklarda bile "iyonize olabilmesi" olasıdır. Periyodik tablonun beşinci grubunda yer alan bu elementlere elektronları kolaylıkla “bağışlayabildikleri” için “verici” diyoruz. Fosforun yanı sıra arsenik ve antimon elementleri de yarı iletken teknolojisinde verici olarak kullanılmaktadır. Ekstra elektronların düşük aktivasyon enerjileri nedeniyle düşük sıcaklıklarda bile iyonlaşırlar. Periyodik tablonun üçüncü grubundaki elementleri de katkı maddesi olarak kullanabiliriz. Bor, alüminyum, galyum ve indiyum elementleri yarı iletken teknolojisinde kullanılmaktadır. Üç değerlikli bir katkı atomunun eksik bağ elektronu, bir delik oluşmasına ve dolayısıyla yarı iletkenin pozitif iletkenliğinde bir artışa yol açar. Bu nedenle buna p-tipi iletken denir ve bu tür katkı maddeleri alıcılar olarak bilinir. Delikler artık baskındır, yani çoğunluk yük taşıyıcıları ve elektronlar azınlık yük taşıyıcılarıdır. Aynı düzenlilik, beş değerli atomlarla katkılama durumunda olduğu gibi geçerlidir, yani düşük sıcaklıklarda bile tüm delikler aktiftir. Enerji boşluğunda bir dizi kimyasal elementin enerji seviyeleri görülebilir. Verici seviyeleri iletim bandına yakındır ve alıcı seviyeleri valans bandına yakındır. Görüldüğü gibi bazı elemanlar boşluğun merkezine yakın seviyelere neden olmaktadır. Bu seviyelere rekombinasyon merkezleri denir çünkü fazla serbest elektronların ve deliklerin boşluk boyunca yeniden birleşmesine neden olurlar. Bu yeniden birleştirme, güneş pillerinin (ve diğer yarı iletken cihazların çoğunun) çalışmasına müdahale eder ve bundan kaçınılmalıdır. Bazı safsızlıkların eser miktarları bile çok zararlı olduğundan, yarı iletkenler son derece saf olmalıdır. Daha sonra, yarı iletkenlerde ışığın soğurulmasıyla yük taşıyıcıların oluşumuna bakacağız. Opak metallerin aksine, yarı iletkenler kendileri için karakteristik olan soğurma davranışını sergilerler. En önemli özelliği soğurma kenarı olarak adlandırılan varlığıdır. Foton enerjisinin (E = hc/λ, burada c ışığın boşluktaki hızı ve h Plank sabitidir) yasak bandın enerjisinden daha büyük olduğu λ dalga boyları için ışık, kalınlığa bağlıdır. malzemenin neredeyse tamamı emilir. Uzun dalga boylu ışık durumunda, düşük enerjisi nedeniyle neredeyse hiç soğurma gerçekleşmez. Bu spektral bölgede yarı iletken şeffaftır. Silikon durumunda, bant kenarı λ ∼ 1,11μm'de kızılötesi içinde yer alır. Bu nedenle silikon, kızılötesi optikler için bir temel malzeme olarak mükemmel bir şekilde uygundur, ancak daha sonra göreceğimiz gibi, güneş spektrumunun soğurulması için ideal değildir.

 Atmosferik Sirkülasyon Modelleri – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları

 Atmosferik Sirkülasyon Modelleri

Okyanusların ve kara kütlelerinin atmosferik sirkülasyon üzerindeki etkisine geçmeden önce, çalışmaya dayalı olarak, atmosferik sirkülasyonun okyanus sirkülasyonu ile eşleşmeleri dahil edilmeden erken sayısal simülasyon örnekleri sunulacaktır.

Rüzgar, sıcaklık ve su buharı için hareket denklemleri dahil olmak üzere yaklaşık 250 km enlem ve boylam adımlarından oluşan küresel, yatay bir ızgara ve yaklaşık 30 km yüksekliğe uzanan yaklaşık on dikey katman kullandılar ve hidrostatik yaklaşımı ve ideal gaz hal denklemi söz konusudur.

Kıta topografyası modellenirken, okyanuslar atmosferik entegrasyon için sınır koşulları olarak mevsimsel sıcaklıklar olarak belirlenmiştir. Radyasyon kaynağı terimi, dünya dışı radyasyondaki mevsimsel değişimin, durum değişkenlerinin artı ozon ve karbondioksit verilerinin bir fonksiyonu olarak hesaplanır.

Hidrolojik döngü, buharlaşma, yoğuşma ve bulut dağılımı için bir modelin yanı sıra buz ve kar oluşumu ve karasal kar örtüsü veya deniz buzu olarak birikimi içeren süreçleri içerir. Türbülanslı ve şebeke altı ölçekli taşınım ve buhar taşınımı modellenmiştir.

A,b, Aralık-Şubat ve Haziran-Ağustos dönemlerindeki ortalama yer seviyesi basınçlarını gözlemlenen değerlerle karşılaştırır. Enlem ve yüksekliğin bir fonksiyonu olarak Temmuz ayı için ortalama bölgesel rüzgarı verir. Boyuna ortalama, yalnızca 80°D ila 95°D aralığında uzanırken, gözlemlenen dağılım 100°D içindir.

Şekilde yer alan enlemler içinde uyum adildir, ancak genel olarak model, tüm yükseklik-enlem bölgelerinde bölgesel rüzgarların boylam ortalamasını, özellikle de kuvvetli orta yaklaşık 12 km yükseklikte gözlemlenen enlem jetleri bu özelliklerin radyasyonun mevsimsel değişimi ve model ızgara boyutu üzerindeki duyarlılığının bir göstergesi, daha önceki çalışmalarla yapılan bir karşılaştırmadan çıkarılabilir.

Ocak ve Temmuz ayları için hesaplanan meridyen dolaşımına karşılık gelen akım fonksiyonunu verir. Karşılık gelen ölçülen değerler, biraz daha uzun süreler (üç ay) boyunca ortalaması alındı.

Bu durumda, hem Ekvatora yakın Hadley hücrelerinin gücü açısından hem de daha yüksek enlemlerde daha zayıf hücrelerin dağılımı açısından anlaşma oldukça inandırıcıdır.

Temmuz ve Ocak ayları için girdaplarla mutlak açısal momentumun kuzeye doğru taşınmasını, boylamların ortalaması alınarak verir. Karşılık gelen ölçüm değerleri bulunur, ancak yıl boyunca ortalaması alınır. Hesaplanan taşımanın kışın en güçlü olduğunu gösterir ve Ocak ve Temmuz aylarının ortalaması genellikle ölçümlerden elde edilen değerle uyumludur.

Model hesaplamasında elde edilen yıllık ortalama yağış oranları ölçülen değerlerle karşılaştırılır. Görünüşe göre, ikisi arasındaki anlaşma hem okyanuslar hem de kıtalar konusunda çok iyidir.

Manabe’nin grubunun önceki çabalarıyla (örneğin, dünya dışı radyasyondaki mevsimsel değişimi ihmal edenler) bir karşılaştırma, yağış oranlarının hidrolojik döngü ile ilgili varsayımların uygunluğunun çok hassas göstergeleri olduğunu gösterir. Ölçülen verilerin daha doğru sunumu, sınırlı erken atmosferik model sonuçları tarafından yakalanmayan ayrıntılı özellikleri gösterir.

Önerildiği gibi, kinetik enerjinin oluşumu esas olarak girdap hareketini içerir (yani bölgesel ortalama rüzgarlardan sapmalar). Ana dönüşüm kollarının hesaplanan enlem varyasyonlarını gösterir: mevcut girdap enerjisinin girdap kinetik enerjisine ve bölgesel kinetik enerjinin girdap kinetik enerjisine (çoğunlukla negatiftir, yani süreç ters yönde ilerler) dönüşümü ve girdap kinetik enerjisinin sürtünme yoluyla dağılması büyük ölçekli girdapların küçük ölçekli girdaplara dönüşümü ısıya dönüşür.

Hesaplanan yükseklik dağılımları, sürtünme dağılımının yere yakın bölgelerle sınırlı olmadığını göstermektedir. Bununla dönüşüm oranları karşılaştırıldığında, büyüklük sırasının doğru olduğu açıktır.

Eddy kullanılabilir enerjisinden girdap kinetik enerjisinin oluşumu ve sürtünme dağılımı gözlemlerden çıkarılan değerden yaklaşık %50 daha fazladır ve bölgeselden girdaba kinetik enerjiye olan enerji yaklaşık üç kat daha küçüktür. Ancak, bu dönüşümler için doğrudan gözlemlenen değerlerin olmadığı unutulmamalıdır.

Okyanuslar ve Kıtaların Su döngüsü

Suyun okyanus-toprak-atmosfer sisteminin farklı bölgeleri arasında transfer edildiği süreçler, enerji transferi için kullanılanlarla hemen hemen aynı şekilde tanımlanabilir.

İlk olarak, okyanus kıta yüzeyinden su değişiminin olmadığı bir düzeye kadar uzanan dikey bir sütun ele alındığında, sütunda bulunan su miktarındaki değişiklik söz konusudur.

Burada r, yağış oranı, d çiy oluşumu (ilkine kıyasla genellikle ihmal edilebilir) ve e buharlaşma oranıdır. Fwd, kıtalar ve okyanus tabanlarında nehir veya yüzey akışı ve yer altı suyu hareketi gibi adveksiyon nedeniyle kolona net su girişidir. Okyanuslarda, yoğunluk değişiklikleri dışında net akış genellikle sıfırdır.

Duyulur ve gizli ısının yukarı doğru net akışını gösterdi. İkincisinin yukarıya doğru hakim olan kısmı buharlaşmadır, oysa gösterilen yağış r net duyulur enerji alışverişinin sadece bir parçasıdır.

Net akıştan dikey bir sütuna, atmosferdeki ölçümlerden tahmin edilen değere çok benzer olan suyun kuzeye doğru taşınması hesaplanabilir.

Ortalama bir su döngüsü oluşturmak için, okyanus-kıta ulaşımı terimi Fwd’yi ana bileşenlerine, yani nehir ve yüzeysel akış ile yer altı suyu akışına (ki bu kalıntı olarak hesaplanmalıdır).

Bu esas alınarak yapılmıştır. Ayrıca her bölmede depolanan toplam su miktarları da belirtilmiştir. Bunları karşılık gelen akışlara bölerek, her bölmedeki suyun devir süresi elde edilir; bu, buzullar ve derin okyanuslar için çok büyük bir miktardır.

Buharlaşma Süreçleri

Belirli bir yüzeyden buharlaşma, yüzeyin sıcaklığı ve nemi, yüzeyin üzerindeki havanın sıcaklığı, nemi ve rüzgar hızı ve bu miktarların dikey gradyanları gibi birkaç faktöre bağlıdır.

Toprak buharlaşması için, toprağın nemi ancak “kritik” bir seviyenin altındaysa önemli kabul edilir. Bu “kritik” değerin ardındaki fiziksel parametrenin, bir sıvının yüzeyinden (örneğin bir su yüzeyinden) buharlaşma için yüzey gerilimi gibi, buharlaşma için aynı rolü oynayan nem gerilimi olması muhtemeldir.

Bitki örtüsünden buharlaşma, bitkinin gözeneklerini (stoma) açıp kapatarak içinden buhar taşınmasını düzenleme yeteneği nedeniyle daha da karmaşık hale gelir. Bitkilerle kaplı topraktan suyun salınmasına evapotranspirasyon denir.

Nemin alt atmosfer boyunca dikey taşınması daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Ölçülen verilerden çıkarılan kara yüzeylerinden potansiyel buharlaşma gösterilmektedir.

Bu, yüzeyden su taşınması yeterli olsaydı gerçekleşecek olan buharlaşmadır. Okyanus yüzeylerinden buharlaşma, su damlacıklarının denize geri düşmeden önce buharlaştığı beyaz kapak mekanizması da dahil olmak üzere dalga ve rüzgar koşullarına bağlıdır.

Bu buharlaştırma işlemi, yeterince hızlı (yukarı veya yana doğru) taşınmayan su buharı için yoğuşma çekirdeği görevi görebilecek tuz parçacıklarını bırakır.

Etiketler: , , , , , , ,