1. Bir metal örneğin direnci, sıcaklığı düşürüldükçe önce düzgün biçimde azalmakta; 7,2 K'de ise aniden sıfıra düşüp bu sıcaklığın altında sıfır kalmaktadır. Bu gözlemle ilgili olarak,

I. 7,2 K, bu örneğin kritik sıcaklığıdır.
II. 7,2 K'nin altında örnekten akım geçerken örnek üzerinde ısı açığa çıkmaz.
III. 7,2 K'nin üzerinde örnek yalıtkan gibi davranır.

yargılarından hangileri doğrudur?

2. Manyetik olarak havada yükselen (maglev) trenlerle ilgili olarak,

I. Tekerlek-ray sürtünmesi ortadan kalktığı için yüksek hızlara çıkmak kolaylaşır.
II. Aracın havada tutulması, araçtaki ve raydaki mıknatısların birbirine uyguladığı kuvvetlerle sağlanır.
III. Araç havada yükseldiği için hareket sırasında hava direnci de ortadan kalkar.

yargılarından hangileri doğrudur?

3. Bir parçacık hızlandırıcısında kullanılan bakır sargılı sapma mıknatısı, çalışırken 270 kW gücü ısıya dönüştürmektedir. Aynı manyetik alanı üreten süper iletken sargılı bir mıknatısta sargıda ısı kaybı olmamakta, ancak sargıyı kritik sıcaklığının altında tutan soğutma sistemi 30 kW güç harcamaktadır. Süper iletken mıknatısa geçilmesiyle sağlanan net güç tasarrufu kaç kW'tır?

4. Kritik sıcaklığı 92 K olan bir süper iletken örnek, bir deneyde −100 °C'ye soğutulmuştur. (0 °C = 273 K) Örneğin son sıcaklığı, kritik sıcaklığının kaç K üzerindedir?

5. Tıpta kullanılan manyetik rezonans görüntüleme cihazlarında çok güçlü ve zaman içinde şiddeti değişmeyen bir manyetik alana gereksinim duyulur. Bu alanı üreten bobinlerin süper iletken tellerden sarılmasının temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

6. Kritik sıcaklığının altına soğutulmuş bir süper iletken diskin üzerine bırakılan küçük bir mıknatıs, diske değmeden havada asılı kalmaktadır. Bu olayın nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

7. Çok saf bir bakır telin direnci sıcaklık düşürüldükçe azalır, ancak mutlak sıfıra yaklaşıldığında bile sıfırdan farklı küçük bir değere yaklaşır. Bir süper iletkende ise direnç, kritik sıcaklığın altında tam olarak sıfırdır. Bu farkla ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?

8. Bir parçacık hızlandırıcısında yüklü parçacıklar, yarıçapı sabit bir halka boyunca süper iletken sargılı mıknatısların oluşturduğu manyetik alan yardımıyla döndürülmektedir. Parçacıklar hızlandırıldıkça momentumları artmaktadır.

I. Parçacıkların momentumu arttıkça, onları aynı yarıçaplı halkada tutmak için gereken manyetik alan küçülür.
II. Süper iletken sargı, Joule ısısı oluşmadan büyük akım taşıyabildiği için güçlü manyetik alan elde edilebilir.
III. Sargının süper iletken kalması için akımı ve oluşturduğu manyetik alan belirli eşik değerlerin altında tutulmalıdır.

yargılarından hangileri doğrudur?

9. Kritik sıcaklığı −180 °C olan bir süper iletken örnek, sıvı azot banyosunda 77 K sıcaklığa soğutulmuştur. Banyodan çıkarılan örneğin sıcaklığı düzgün olarak dakikada 0,5 K artmaktadır.

(0 °C = 273 K)

Örnek, banyodan çıkarıldıktan kaç dakika sonra süper iletkenliğini kaybeder?

10. Bir öğrenci, süper iletkenleri "direnci çok küçük olan, çok iyi iletken maddeler" diye tanımlıyor.

I. Tanım eksiktir; çünkü süper iletkenler, oda sıcaklığında en iyi iletken olan bakır, gümüş ve altın gibi metallerdir.
II. Süper iletkende direnç çok küçük değil, belirli bir sıcaklığın altında tam olarak sıfırdır.
III. Tanım eksiktir; çünkü süper iletkenlik, yarı iletkenlerde olduğu gibi madde ısıtıldıkça direncin azalmasıyla ortaya çıkar.
IV. Tanım, süper iletkenin manyetik alanı içinden dışlama (Meissner etkisi) özelliğini kapsamaz.

yargılarından hangileri bu tanımın eksik ya da hatalı yönlerini doğru olarak ifade eder?

11. Bir laboratuvarda üç malzemenin kritik sıcaklığı ölçülmüş ve tabloda verilmiştir. Soğutucu olarak kullanılan sıvı helyum 4,2 K'de, sıvı azot ise 77 K'de kaynamaktadır ve sıvı azot, sıvı helyumdan çok daha ucuzdur.

I. X örneğinin süper iletken tutulabilmesi için sıvı helyum gerekir.
II. Y örneği sıvı azot içine daldırıldığında süper iletken davranış gösterir.
III. Z örneği sıvı azotla soğutulduğunda süper iletken olur.

Buna göre yukarıdaki yargılardan hangileri doğrudur?

12. Süper iletkenler, sıfır dirençleri sayesinde enerji iletiminde büyük kazanç sağlayabilecekleri hâlde günlük elektrik şebekelerinde yaygın olarak kullanılmamaktadır.

I. Olağan basınç koşullarında bilinen süper iletkenlerin kritik sıcaklıkları oda sıcaklığının çok altındadır.
II. Süper iletken durumu sürdürmek için sürekli soğutma gerekir; bu da ek maliyet ve enerji ister.
III. Süper iletken malzemeler oda sıcaklığında akımı hiç iletmeyen yalıtkanlardır.

yargılarından hangileri bu durumun nedenleri arasında gösterilebilir?

13. Dış manyetik alan yokken kritik sıcaklığı 9 K olan bir süper iletken örnekle deney yapılıyor. Bu maddenin süper iletkenliğinin bozulduğu kritik manyetik alan şiddeti, sıcaklık düştükçe artmaktadır.

I. Dış manyetik alan yokken örnek 10 K'de tutulduğunda direnci sıfırdır.
II. Örnek 5 K'de tutulurken uygulanan dış manyetik alan yeterince artırılırsa örnekte direnç ortaya çıkar.
III. Örneğe dış manyetik alan uygulandığında, süper iletkenliğin gözlendiği en yüksek sıcaklık 9 K'den düşük olur.

yargılarından hangileri doğrudur?

14. Bir enerji iletim hattından 200 A'lik akım geçmektedir ve hattın toplam direnci 5 Ω'dur. Hat, kritik sıcaklığının altına soğutulmuş bir süper iletken kabloyla değiştirildiğinde hattın direnci sıfır olmaktadır. Buna göre, hatta ısı olarak kaybedilen güç kaç kW azalır?

15. Süper iletkenlerin kullanım alanları ile bu kullanımda yararlanılan özelliklerin eşleştirmelerinden hangisi yanlıştır?

16. Bir madde süper iletken duruma yalnızca sıcaklığı kritik sıcaklığın altına indirildiğinde geçmez; üzerinden geçen akım ya da içinde bulunduğu manyetik alan belirli eşik değerleri aştığında süper iletkenlik bozulur. Buna göre, kritik sıcaklığının altında tutulan süper iletken bir halka için,

I. Halkadan geçirilen akım yeterince artırılarak süper iletkenlik bozulabilir.
II. Halkanın yakınına yeterince güçlü bir mıknatıs getirilerek süper iletkenlik bozulabilir.
III. Süper iletkenlik bozulduğunda halkanın direnci sıfırdan farklı bir değere yükselir.

yargılarından hangileri doğrudur?

17. Bir santral, bir şehre 100 kW'lık gücü 1000 V gerilimle, toplam direnci 2 Ω olan bakır bir hat üzerinden iletmektedir. Hat, kritik sıcaklığının altında tutulan ve direnci sıfır olan bir süper iletken kabloyla değiştiriliyor. Şehre ulaştırılan güç ve iletim gerilimi değişmiyor; soğutma için harcanan enerji hesaba katılmıyor.

Buna göre santralin üretmesi gereken güç kaç kW azalır?

18. Meissner etkisini tam olarak gösteren bir süper iletken disk, kritik sıcaklığının üzerindeyken sabit bir mıknatısın manyetik alanı içine konuluyor; bu sırada manyetik alan çizgileri diskin içinden geçmektedir. Ardından disk, mıknatıs yerinden oynatılmadan kritik sıcaklığının altına soğutuluyor.

I. Soğutma sonunda diskin iç bölgesindeki manyetik alan sıfır olur.
II. Bu davranış, diskin direncinin sıfır olmasıyla tek başına açıklanamaz.
III. Disk süper iletken hâle geçtiği anda mıknatıs tarafından çekilir.

yargılarından hangileri doğrudur?

19. Kritik sıcaklığının altındaki süper iletken bir halkada, bir mıknatısın hareketiyle bir akım oluşturuluyor. Mıknatıs uzaklaştırıldıktan sonra halkaya hiçbir üreteç bağlı olmadığı hâlde akım uzun süre azalmadan dolaşmaya devam ediyor.

I. Halkada akım dolaşırken ısı açığa çıkmaz.
II. Akımın sürmesi için halkaya dışarıdan sürekli enerji aktarılması gerekir.
III. Halka kritik sıcaklığının üzerine ısıtılırsa akım, halkada ısı açığa çıkararak söner.

yargılarından hangileri doğrudur?

20. Bir MR cihazının süper iletken bobini, sıvı helyumla kritik sıcaklığının altında tutulmakta ve üzerinden büyük bir akım geçmektedir. Bir arıza sonucu bobinin küçük bir bölgesinde süper iletkenlik bozuluyor.

Bu olayın hemen ardından aşağıdakilerden hangisinin gerçekleşmesi beklenmez?