Enerji Nedir? Enerji Hakkında Bilgi Enerji Neye Denir? Enerji Çeşitleri

Enerji Nedir? Enerji Hakkında Bilgi Enerji Neye Denir? Enerji Çeşitleri
Enerji Nedir? Enerji Hakkında Bilgi Enerji Neye Denir? Enerji Çeşitleri ENERJİ NEDİR?

Enerji kısaca iş yapabilme yeteneğidir Tıpkı uzunluklar gibi skaler büyüklüktür Toplamda 8 ana enerji çeşidi verdır Bunlar potansiyel, kinetik, ısı, ışık, elektrik, kimyasal, nükleer ve ses enerjisidir Unutmamamız gereken ise hiçbir enerjinin kaybolmadığıdır Olsa olsa başka bir enerji türü olmuştur

POTANSİYEL ENERJİ

Bir cismin konumu ve durumu yüzünden sahip olduğu enerjidir Gerilmiş bir yayda, havada duran bir cisimde ve iple tavandan asılı bir modelde potansiyel enerji vardır Kısaca yüksekliği olan ya da gerilmiş/sıkıştırılmış tüm cisimlerde potansiyel enerji mevcuttur

KİNETİK ENERJİ

Kinetik enerjiye sahip olmak için bir cismin hareket ediyor olması lâzımdır Yani kinetik enerji hızı olan cisimlerin sahip olduğu enerji çeşididir Bunlara örnek olarak koşan çocuk, dönen tekerlek ya da yüksekten düşen bir top gösterilebilir

ISI ENERJİSİ

Cisimlerin sıcaklıkları yüzünden sahip olduğu enerjidir Sıcaklığı yüksek ya da düşük bütün maddelerin ısı enerjisi vardır Örnek verecek olursak: ampul, elektrik sobası, jeotermal enerji, ısıtıcılar

ELEKTRİK ENERJİSİ

Bu enerji türü bu sitedeki ana başlıklardan birini oluşturur Cisimlerin elektrik yükleri sebebiyle sahip oldukları enerjidir Eğer bu konu hakkında daha çok bilgi edinmek istiyorsanız buraya basın

IŞIK ENERJİSİ

Bu enerji türü karanlık bir odayı aydınlatabilecek bir enerji türüdür Zaten adı üstünde Yanan odun, ampul, Güneş, lamba vb şeyler bir şekilde sahip oldukları enerjinin bir kısmını ışık enerjisine çevirir

KİMYASAL ENERJİ

Maddelerin kimyasal reaksiyonlarda bulunması sonucu ortaya çıkar Yanma, Yakma ve benzeri olaylar bir enerji sonucu olur ve onlar da bir enerji açığa cıkartır

NÜKLEER ENERJİ

Fisyon veya füzyon sonucu meydana gelir Nükleer santrallerden bu şekilde elektrik elde eder (Bir şemasını görmek için buraya tıklayın)

SES ENERJİSİ

Sesin enerjisi olduğunu nasıl anlayabiliriz? Şu örnekle açılanabilir: Camın kırılması Hani o yüksek şiddetteki çığlıkların kırdığı camları anımsayın Bunlar sesin enerjisi yüzündendir Zilin kinetik enerjisi ses ve biraz da ısı enerjisine dönüşür Yani kol zile vurdukça sesin çıkması enerji dönüşümüdür

ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ

Daha önce de bahsettiğimiz gibi hiçbir enerji kaybolmaz Sadece dönüşüm sonucu başka bir enerji türü olur Yani, evrendeki enerji toplamı değişmez Buna enerjinin korunumu denir Bu kısmı daha çok şekiller vasıtasıyla anlatmak istiyorum Şekilleri görmek için başlıklara basın

İlk örneğimiz hidroelektrik santrali Kademe kademe anlatmakta yarar görüyorum

Nehirlerden gelen suyun kinetik enerjisi barajda potansiyel enerjiye dönüşür
Bu potansiyel enerji kapaklardan akarak doğrusal hareketle bir kinetik enerjiye dönüşür
Buradan da türbin görevi devralır O doğrusal hareketi dairesel harekete çevirir; ama hâlen kinetik enerjidir
Jeneratör türbinden aldığı bu enerjiyi elektrik enerjisine çevirir ve trafolara gönderir
Bundan sonra uzun bir yolculuk sonrası evinize gelen elektrik fırınlarda ısı enerjisine, saç kurutma makinelerinde ısı enerjisine ve kinetik enerjiye, ampulde ise ışık enerjisine dönüşür
Böylece 5 kademe atlatmış olan kinetik enerji sonunda bizim yararımıza çalışmış olur

ARABANIN ANİ FREN YAPMASI

Bu hidroelektrik santralinin işleyişinden daha basittir; ama sonuç olarak enerji dönüşümü olduğu için yazmak istedim

Arabadaki yakıtın yanması (kimyasal enerji) basınç yaratarak pistonu aşağı iter ve bu enerjisini (kinetik, doğrusal) krank miline iletir
Krank mili alığı bu enerjiyi doğrusaldan dairesele çevirir ve tekerleklere iletir
Tekerlek aldığı bu dairesel hareketi doğrusal harekete çevirir ve araba hareket etmeye başlar
Hızlandıktan sonra sürücü önüne bir şey çıkınca durmaya kalarsa arabanın hareketi yavaşlar, yani kinetik enerjisi de azalır
Bu enerji kaybolmaz, sadece ses ve ısı enerjisine dönüşür Fren balatalarının disklere sürtmesi sonucu ses ile ısı ve lastiğin sürtünmesi sonucu da yine ısı ortaya çıkar

POTANSİYEL ENERJİ

Potansiyel enerji belli bir yükseklik ya da gerginliği olancisimlerin sahip olduğu enerji türüdür Biz aşağıda sadece yükseklik bahsini işleyeceğiz
Yüksekliği olan her şeyin potansiyel enerjisi de vardır Bu enerji gerektiğinde kullanılarak başka enerjilere dönüşebilir (örneğin bir kitabı yüksekte tutarken bırakırsak potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür)

POTANSİYEL ENERJİYİ HESAPLAMA

Potansiyel enerji 3 şeye bağlıdır: cismin kütlesi, cismin yerden yüksekliği ve yerçekimi Bunların hepsiyle doğru orantılıdır, yani biri arttığında potansiyel enerji de artar
Yukarıda verilen bilgilere de dayanarak potansiyel enerjinin fomülünü vermek istiyorum Hatırlarsanız Enerjiyi “E”, potansiyel enerjiyi de “EP" olarak gösteriyorduk

EP=kütle x yerçekimi x yükseklik yani EP=m x g x h

Örnek

Kütlesi 10 kg olan bir taş yerden 5 m yüksekte duruyor Bu taşın sahip olduğu potansiyel enerji kaç Joule’dür? (g=10N/s2)

EP=mgh

EP=10kg 10 m/s2 5 m

EP=10kg m2/s2

EP=10 J

KİNETİK ENERJİ

Bir cismin kinetik enerjisinin 0’dan büyük olması bize o cismin hareket ettiğini anlatır Yani kinetik enerji sadece hareketlilerde mevcuttur ve bu enerjiyi “cismin hereket ettiği için sahip olduğu enerji” diye tanımlarız Bu enerji elektrik üretmede kullanılabilir

KİNETİK ENERJİYİ HESAPLAMA
Kinetik enerji, potansiyel enerjiden farklı olarak 2 şeye bağlıdır: cismin kütlesi ve cismin hızı Bunların ikisiyle de doğru orantılıdır
Kinetik enerjinin fomülü şu şekildedir Hatırlarsanız Enerjiyi "E", kinetik enerjiyi de "EK" olarak gösteriyorduk

EK=½ x m x v2

Örnek

2 saniyede 520 m yol alan ve 300 000 kg kütleye sahip olan bir Boeing 747’nin sahip olduğu kinetik enerji tam hız giderken kaç Joule’dür?

EK = ½ 260 260 300 000

EK = 2602 150 000

EK =10 140 000 000 J

ENERJİNİN TANIMI
1Maddede var olan ve ısı, ışık biçiminde ortaya çıkan güç
2Organizmanın etkin gücü
3 Manevi güç
Enerji her yerde bulunan, sezgisel olarak açıkça anladığımız, veya anladığımızı sandığımız kavramların bir bölümünü oluşturur Yinede bu kavramlar, çok genel olması nedeniyle, ancak soyut (matematiksel) bir tanım alabilir Pratik bakış açısından bizi daha çok bir enerji biçiminin bir başka enerji biçiminde dönüşümleri ilgilendirdiğinden ilk aşamada enerjinin "yaratılan güç" anlamına geldiğini söylemek yeterlidir
Günlük yaşamımızda çok sayıda kuvvet türü ile karşılaşmamıza rağmen, yalnız iki temel kuvvet söz konusudur: çekimsel ve elektromanyetik kuvvetler
Ne çekimsel nede elektromanyetik bir kuvvetin söz konusu olduğu nükleer enerji,gerçek bir istisna oluşturur Bu kuvvet, diğer ikisine göre daha belirsiz gibi görünmektedir, ancak diğerlerinden çok daha şiddetlidir
ENERJİ TÜRLERİ:
Pratik açıdan enerjinin işletilmesini mümkün kılan enerji biçimlerinin kaynaklarının ve bir enerji biçiminden diğerine geçiş imkanlarının çeşitliliğidir Enerji yaygın olarak mekanik enerji, ışık enerjisi veya ısı enerjisi biçiminde kullanılır; yanma tepkimelerinden, Güneş ışınlarından, yüksekten düşen su külelerinden, rüzgardan, gelgitlerden, radyoaktif maddelerden elde edilir Bitkiler klorofil sayesinde güneşin ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür Hayvanlarda bunu vücutlarının oluşturduğu çok karmaşık kimya fabrikası sayesinde ısı ve harekete dönüştürür;patlamalı bir motor yanma yoluyla benzinin kimyasal enerjisini ısıyla, sonra bu ısıyı harekete dönüştürür Olayların bu çeşitliliği karşısında bir birlik aramak ilginç bir çalışmadır
Çekimsel ve elektromanyetik kuvvetler son çözümlemede göz önüne alınması gereken tek kuvvet türleridir; aynı şekilde gelgit enerjisi, volkanlar (daha genel olarak jeotermik enerji ) ve nükleer enerji dışında diğer tüm enerji biçimleri güneş ışımasından kaynaklanır Gerçekte besinlerden aldığımız enerji bitkilerin büyümesinden , yani gene Güneşten kaynaklanmaktadır; rüzgar, güneş'in yol açtığı sıcaklık farkları nedeniyle atmosferde ortaya çıkan basınç farklılıklarından doğar; hidroelektirik enerjisinsn kaynağı su düşüşleridir ve su da okyanuslarla çeşitli yeryüzü sularının buharlaşması ve rüzgarla taşınması sonucu oluşan bulutlardan kaynaklanır Petrolün içerdiği kimyasal enerji, milyonlarca yıl önce yaşamış olan mikroorganizmaların , güneş sayesinde ayrışmasından ve fosilleşmesinden meydana gelir Bütün bunlar hiç kuşkusuz , her gün Güneşten aldığımız olağanüstü miktardaki enerjiyle mümkün olabilmektedir (bu enerjinin gücü yaklaşık 410 kw'tır) Böylece, ilke olarak bir kaynak, yani Güneş ve iki olarak, bir kaynak yani Güneş ve iki kuvvet, yani çekimsel ve elektromanyetik kuvvetler sayesinde, yeryüzündeki enerji dönüşümüne ve dolaşımına ilişkin hemen hemen bütün temel süreçler incelenebilecektir Günümüzde, nükleer enerji dışındaki diğer enerji kaynaklarının kullanım alanları pek azdır Bu güne kadar ancak parçalanma (füzyon) enerjisine egemen olunmuştur Ama bu enerji de çevreyi kirletmek riski ve maliyeti yüksek ve verimi düşük bir enerji türüdür Oysa Güneş'in kendi iç enerjisinin bile kaynağı olan ve kaynaşma (füzyon) enerjisi denen, çok üstün bir başka nükleer enerji türü daha vardır; ama bunun denetimli bir şekilde işletilmesi henüz mümkün değildir
ENERJİNİN NİTELİĞİ

Bazı enerji çeşitleri diğierlerinden daha kolay kullanılabilir Bunlar gerek azalabilir (Enerji Krizleri) Ama toplam miktar değişmez
Enerji dönüşümlerinin yer aldığı sistemlerin büyük karmaşıklığı, çoğu zaman bir dizi temel süreç biçiminde açıklanan matamatiksel bir incelemeden vazgeçilmesini gerektirdiğinden, bunun yerine daha genel tanımlar benimsenir Karşılıklı olarak ısıl enerjinin mekanik enerjiye ve mekanik enerjinin ısıl enerjiye dönüşmesini inceleyen fizik dalına termodinamik adı verilir Bu bilim dalının temelini oluşturan ikinci ilke, bir enerji biçimine dönüşmesi üzerine temel bir kısıtlama getirmektedir, buna göre, mekanik enerji tümüyle ısıya dönüştürülebilse de (mesela sürtünmeyle), bunun tersi işlem, %100 bir verimle gerçekleştirilemez Bu sınırlama, teknolojik düzeyde bir sınırlama değildir, çünkü ne kadar ileri bir teknoloji kullanılırsa kullanılsın, bu durum, aşılmaz bir engel olarak karşımıza çıkacaktır Ayrıca dönüşüm sırasında bir enerji kaybı da yoktur, çünkü enerji konumlu bir niceliktir; yani bir biçimde mesela mekanik enerji biçiminde kaybolsa bile, aynı miktarda bir başka biçimde, mesela ısı enerjisi olarak gene ortaya çıkacaktır Mekanik enerji - ısıl enerji dönüşümü sırasında kaybolan, enerjinin belli bir 'niteliği' dir; işte bu yüzden ısı, enerjinin diğerinden kaybetmiş şekli olarak nitelendirilir Buna göre aslında bir 'enerji krizi' değil olsa olsa biz enerji kalitesi krizi söz konusu olabilir Gene de enerji üretmek için harcadığımız çabalar, aslında daha düşük nitelikli enerji biçimlerinin aleyhine olarak asil bir enerji biçimi, mesela elektrik enerjisi elde etmeye yöneliktir Kuşkusuz bu dönüşüm yalnız termodinamiğin ikinci ilkesiyle değil, aynı zamanda sahip olduğumuz teknolojiylede sınırlıdır İkinci ilke ayrıca Evren'in geri kalan bölümünden yalıtlanmış bir sistemin, toplam enerjisinde değer kaybından başka birşey olmayacağını ileri sürer: kısa veya çok uzun sürede, bütün enerjinin, başlangıçtaki miktarı korumasına karşılık maksimum değer kaybına uğrayacağı bir 'termodinamik ölüm' e mahkumdur Bu durum elbette Düya için söz konusu değildir, zira dünyamız Evrenden yalıtlanmış değildir ve sürekli olarak Güneşten enerji alır
ENERJİNİN KORUNMASI
Ele gelmeyen ama kaçınılmaz bir gereklilik olan enerji, hesaplanmasında kullanılan tüm nesneler ( Somut) dönüşüme uğrasa da değişmeyen bir sayıdır (Soyut)
Enerjinin ve mümkün dönüşümlerininbazı özellikleri bir kere tanımlandıktan sonra, kökenini ve korunumunu anlamak amacıyla, bunun daha kesin bir tanımı verilebilir Mekanik enerji en bilinen örnektir Bir ipin ucuna bağlı bir bilyenin durumunu göz önüne alalım ve ipin diğer ucundan çektiğimizi varsayalım, anlaşabileceği gibi, çekmek için uyguladığımız kuvvet ne kadar büyükse ve yer değiştirme miktarı ne kadar uzunsa, harcadığımız güç o kadar fazla olacaktır:
ENERJİ = ( KUVVET X YOL )
Başlangıçta hareketsiz halde olan m kütleli bir bilye, bir v hızı alıncaya kadar çekilirse ('k,netik') enerjinin 1/2 mv2 olduğu gösterilebilir Bununla birlikte, bu nicelik illede korunumlu değildir, çünkü bilye bir v hızıyla yukarıya doğru atılırsa, bunun hızı düşmeden önce azalarak sıfırlanacaktır Bunda da şaşılacak bir yan yoktur, çünkü bir güç yani bilyenin ağırlığı, bilyenin üzerine etki yapmış ve önceki tanıma uygun olarak enerjisinsi değiştirmiştir Bu enerji de aslında kaybolmamıştır, çünkü bilye yere düşerken atıldığı noktadan tümüyle aynı v hızıyla (ters yönde) geçecek ve bu yüzden aynı kinetik enerjiye sahip olacaktır Herşey, sanki bilyeyi Dünya'ya bağlayan bir yay varmış gibi oluşmuştur ve burada yay rolü oynayan çekim alanıdır Bir enerjinin korunumu yasasını bulabilmek için çekim alanı kavramını işin içine sokmak gerekir Bu yasa şöyle ortaya konabilir: bilye yükseldikçe ve hızı azaldıkça, çekim alanı içinde enerji depolanır (yay gerilir) ve bilye yere düşmeye başladığında da geri verilir Böylece bilyenin yukarı çıkışı sürerken durmaksızın kinetik enerjinin çekim enerjisine (buna potansiyel çekim enerjisi denir) önüşümü, iniş sırasındaysa ters dönüşüm söz konusudur Kinetik enerjiyle potansiyel enerjinin toplamı olarak tanımlanan, bilyenin toplam enerjisinin korunumlu olması için, bu durumda potansiyel çekim enerjisinin tanımını iyice belirlemek gerekir (bu enerji, mgz'ye eşittir, burada g yer çekimi ivmesi ve z belirli bir düzeye göre verilmiş yükseltidir) Potansiyel enerji, korunumlu olacak şekilde hesaplandığından pek de yararlı gibi görünmeyen bu yasa, bununla birlikte bilyenin yörüngesi üzerinde tahminler yapmaya imkan verir, çünkü potansiyel enerji yalnız çekim alanına bağlıdır ve bilyenin hareketiyle ilgili değildir Buna göre, çekim potansiyel enerjisi kesin olarak hesaplanabilir ve toplam enerjisinin korunumlu olduğu yazılarak, bilyenin hareket denklemi elde edilebilir
ENERJİ VE ZAMAN
Bir enerji yok olmuşsa, bir şey onu birlikte götürmüş demektir Bu büyük buluşlara yol açabilecek bir gerçekliktir
Daha genel olarak, bir sistemin maruz kaldığı her etkileşim için, toplam enerjinin korunumu yasasını kurtarmak için gerekli miktarda enerjiyi eklemek gerekir 1930'lu yıllarda, enerjinin korunumu yasasını ihlal eder nitelikte nükleer tepkimeler bulunduğunda, fizikçi W Pauli enerjinin bütün bunlara rağmen herzaman korunumlu olduğunu ve eksilen enerjiyi birlikte götüren şeylerin nötrino (denen birkaç yıl sonrasında algılanacak olan) yeni parçacıklar olduğu varsayımını öne sürdü Bu bakımdan enerjinin korunumu temel bir ilkedir ve şöyle açıklanabilir: her fiziksel sistem için, zaman içinde korunumlu bir nicelik tanımlanabilir ve buna enerji adı verilir Çok genel olmasına rağmen bu açıklama, nötrinoların öngörülmesinde olduğu gibi, hiç de basit sayılmayacak tahminlere yol açmıştır Bu korunum yasasında dikkat çeken özellik, mekanik kimyasal veya başka bir sistemin zaman içinde evrimi ne kadar karmaşık olsa da ve herşey değişiyormuş gibi görünse de, toplam enerjinin her an aynı olması için bu sistemin, çeşitli parçalarının herzaman kendi aralarında bir uyum içinde davranmaları gereğidir Fiziksel simetri üzerindeki düşünceler; enerjinin korunumunun, gerçekte daha derin bir nedenin (zamanın homojenliği) gözlemlenebilir sonuçlarından biri olduğunu ortaya koymuştur