|
Prof. Dr. Sinsi
|
Enerji Çeşitleri Ve Dönüşümleri - Enerji Türleri Birbirine Dönüşebilir Mi?
Günlük konuşmalarımızda “enerji” kavramını sıkça kullanırız “Enerjimiz yetersiz” “Enerji fiyatları gittikçe artıyor” “Enerji tasarrufu yapmalıyız” vb sözlerin hiç de yabancısı değiliz Enerji denilince aklımıza ilk gelen “elektrik, ışık, benzin, doğal gaz, kömür, ateş, Güneş, pil belki de baraj ve rüzgâr”dır
Benzin
Doğalgaz
Rüzgâr
Baraj
Enerji, evrenin sahip olduğu en büyük zenginliktir Bir iş yapabilmek için enerjiye ihtiyaç duyarız Şehirlerimiz enerji sayesinde aydınlanır, trenler, arabalar, uçaklar ve roketler enerji sayesinde hareket eder Evlerimizi ısıtmak, yemek pişirmek, radyoda müzik dinlemek, televizyonda görüntü oluşturmak için de enerji gereklidir Bunların yanı sıra tarlaları süren traktörler ve fabrikalardaki makineler de enerji sayesinde iş görür
Güneş ’ten gelen enerji gün boyunca etrafımızı aydınlatır ve ısıtırken bitkilerin büyümesini sağlar Hayvanlar, ihtiyaç duydukları enerjiyi yedikleri besinlerde depolanmış olan enerjiden sağlar Kısacası enerji olmadan hayat da olmaz
Bilim insanları enerjiyi “iş yapabilme yeteneği” olarak tanımlarlar Enerji bir madde değil, bir cisme ait özelliktir Örneğin, benzinin sahip olduğu enerji doğrudan kullanılmaz Ancak motorda yandığında enerjiye dönüşür
Peki, hangi enerji türlerini biliyoruz? KİNETİK ENERJİ
Bir varlık hareket ediyorsa kinetik enerjiye sahip olduğunu söyleyebilirizÖrneğin, hareket hâlinde olan bir kamyon, koşan bir köpek, hareketli dönme dolap, akan bir nehir ve rüzgâr kinetik enerjiye sahiptir Siz de çevrenizdeki varlıklardan kinetik enerjiye sahip olanlardan bazılarını söyleyebilir misiniz?
Peki, “ Bir varlığın süratinin artması, o varlığın kinetik enerjisini de artırır” diyebilir miyiz? Bu sorunun cevabını verebilmek için 9 Etkinliğe bakalım
Bir varlığın sürati artıkça kinetik enerjisinin de arttığını biliyoruz Peki hızları eşit olan fakat kütleleri farklı olan cisimler için ne diyebiliriz? Kütleleri farklı olduğu için
kinetik enerjileri farklı olur Aynı süratle hareket eden varlıklardan kütlesi büyük olanın kinetik enerjisi, kütlesi küçük olandan fazladır Burdan anlaşılıyor ki kinetik enerji cisimlerin hızına ve kütlesine bağlıdır
Enerji, sadece hareketli varlıklarda mı söz konusudur? Bazı maddeler hareketli olmadıkları hâlde iş yapabilme yeteneğine sahiptir Acaba bu maddeler iş yaparken hangi tür enerjiyi kullanır?
POTANSİTEL ENERJİ
Cisimlerin, konumlarından dolayı sahip oldukları bir çeşit enerji vardır Bu enerjiye potansiyel enerji adı verilir Yanda da görülmekte olan paraşütçü potansiyel enerjiye
sahiptir
10 Etkinliğimizde depolanmış olan
çekim potansiyel enerjisinin çocuğun ipi bırakmasıyla kinetik enerjiye sonra da işe dönüştüğünü görelim
Acaba, çekim potansiyel enerjisini etkileyen değişkenler nelerdir? Çekim potansiyel enerjisi bir cismin kütlesine ve yüksekliğine bağlıdır Bunu bir sonraki etkinliğimizde görelim
Çekim Potansiyel Enerjisi Nelere Bağlıdır? 11 Etkinliğimizde bunu gözlemleyelim
Bir cismi yukarı kaldırdığımızda cisme etkiyen yer çekimi kuvvetini (ağırlığı) yenmek için cisme kuvvet uygulamış ve bir iş yapmış oluruz Yaptığımız bu iş kaldırdığımız cisimde çekim potansiyel enerjisi olarak depolanır Bir cismin ağırlığı ve yerden yüksekliği arttıkça çekim potansiyel enerjisi de artar
Kinetik ve potansiyel enerjinin birbirine dönüşebildiğini biliyor musunuz? Bir ipin ucuna cisim bağlayarak oluşturduğumuz basit bir sarkaçta bu durumu rahatlıkla gözlemleyebiliriz Aşağıda bunu uygulayabilirsiniz
1 konumunda- Cisim yörüngenin en üstünde Sürat sıfır Çekim potansiyel enerjisi en üst seviyede Kinetik enerji sıfır
1-2 arası- Cismin yüksekliği azalıyor Sürat gittikçe artıyor Çekim potansiyel enerjisi azalıyor Kinetik enerji artıyor
2 konumunda- Cisim yörüngenin en altında Sürat en üst seviyede Çekim potansiyel enerjisi sıfır Kinetik enerji en üst seviyede
2-3 arası- Cismin yüksekliği artıyor Sürat azalıyor Çekim potansiyel enerjisi artıyor Kinetik enerji azalıyor
3 konumunda- Cisim yörüngenin en üstünde Sürat sıfır Çekim potansiyel enerjisi en üst seviyede Kinetik enerji sıfır
Cisimlerin potansiyel enerjileri sadece onları yükse¤e çıkardığımızda mı artar? Kurmalı bir oyuncağın da potansiyel enerjiye sahip olabileceğini biliyor muydunuz?
ESNEKLİK POTANSİYEL ENERJİSİ
Bazı kurmalı oyuncakların içinde bir yay bulunur Bu yay kurularak oyuncağın hareket etme yeteneği kazanması sağlanır Yani yayda potansiyel enerji depolanır Yay boşalırken oyuncak hareket eder Böylece yaydaki potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşmüş olur Yayların (ya da daha genel olarak esnek cisimlerin) enerji depolama özelliğinden birçok alanda yararlanıldığını fark ettiniz mi?
Esneklik potansiyel enerjisi nelere bağlıdır? Bunu 12 Etkinliğimize
bakarak görelim
Yaptığımız etkinlikte de görüldüğü gibi esneklik potansiyel enerjisi, yayın cinsine ve gerilme miktarına göre değişmektedir Bu durum sadece yay için değil bütün esnek maddeler için de geçerlidirYandaki ok esneklik potansiyel enerjisine sahiptir ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ
İşlerimizi yaparken kullandığımız birçok enerji türü vardır Bunlar kimyasal enerji, kinetik enerji, potansiyel enerji, ısı enerjisi ve elektrik enerjisi şeklinde sıralanabilir Kinetik ve potansiyel enerji, mekanik enerji olarak da adlandırılırAşağıda enerji dönüşümlerine örnekler yer almaktadır
- Barajlardaki depolanmış suyun potansiyel enerjisi vardır Bu potansiyel enerji su servest bırakılınca hareket enerjisine dönüşür ve elektrik üreten jeneratörlerin dönmesini sağlayarak elektrik enerjisine dönüşür
Silgi ile yazdıklarımızı sildiğimiz zaman silginin ısındığını farkederiz Burada haraket enerjisi ısı enerjisine dönüşmüştür
- Biskletlerde yer alan dinamo tekere sürtünerek döner ve bisiklette bulunan ufak bir ampülü yakar Bu durumda hareket enerjisi elektrik enerjisine dönüşmüştür
- Kaydırakta kayan çocuklar kaydırağın tepesine çıkyıklarında yere göre bir potansiyel enerjiye sahip olurlar Kayarlarken bu potansiyel enerji kinetik enerjiye yani hareket enerjisine dönüşür
13 Etkinliğimizde enerji dönüşümüne örnek gösterebileceğimiz bir durum
Elektrik enerjisi, farklı araç-gereçlerin yardımıyla diğer enerji türlerine dönüştürülebilir Örneğin, serinlemek amacıyla kullandığımız vantilatörde hareket, radyoda ise ses enerjisine dönüştürülmektedir
Akü ve pillerde depolanan kimyasal enerji, kullanım aşamasında elektrik enerjisine dönüşür Kömürde depolanan kimyasal enerji de yanma sırasında ısı enerjisine dönüşmektedir
ÖZET
Bir varlık, hareket ediyorsa kinetik enerjiye sahip demektir Örneğin, hareket hâlinde olan bir kamyon, koşan bir köpek, hareketli dönme dolap, akan bir nehir ve rüzgâr kinetik enerjiye sahiptir
Bir varlığın sürati artıkça kinetik enerjisinin de artar
Aynı süratle hareket eden varlıklardan kütlesi büyük olanın kinetik enerjisi, kütlesi küçük olandan fazladır
Cisimlerin, konumlarından dolayı sahip olduklar› bir çeşit enerji vardır Bu enerjiye potansiyel enerji adı verilir
Bir cisim olduğu yerden yukarıya doğru kaldırıldığında enerji depolanması olur Bu enerji çekim potansiyel enerjisi olarak adlandırılır
Esnek cisimlerin gergin veya sıkışık konumda iken depoladıkları enerjidirEsneklik potansiyel enerjisi, cismin cinsine ve gerilme miktarına göre değişmektedir
İşlerimizi yaparken kullandığımız birçok enerji türü vardır Bunlar kimyasal enerji, kinetik enerji, potansiyel enerji, ısı enerjisi ve elektrik enerjisi şeklinde sıralanabilir Kinetik ve potansiyel enerji, mekanik enerji olarak da adlandırılır
|