Enerji Nedir? Enerji Birimleri Ve Enerji Türleri Nelerdir? Enerji Birimleri Nelerdir?

Enerji Nedir? Enerji Birimleri ve Enerji Türleri Nelerdir? Enerji Birimleri Nelerdir?
Enerji Nedir? Enerji Birimleri ve Enerji Türleri Nelerdir? Enerji Birimleri Nelerdir?

Enerji
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Şimşek , enerji aktarımının oldukça görülebilir bir biçimidir

Enerji veya erke, fiziğin temel birimlerdendir E sembolü ile temsil edilir Doğrudan ölçülemeyen bir değer olup fiziksel bir sistemin durumunu değiştirmek için yapılması gereken iş yoluyla veya enerji türüne göre değişik hesaplamalar yoluyla bulunabilir Sözcük, Eski Yunan dilindeki εν = içinde ve εργον = iş kelimelerinden türemiştir, bu açıdan anlam olarak 'işe dönüştürülebilen' bir şey olduğu söylenebilir Fizikte kullanılmaya başlamadan önce genel anlamda güç kelimesi yerine kullanılmaktaydı Enerjinin başka bir tanımı ise, iş ailesinden olup bir fiziksel sistemin ne kadar iş yapabileceğini ya da ne kadar ısı değiş tokuşu yapabileceğini belirleyen bir durum fonksiyonudur Birimi, iş birimi ile aynıdır (kg m²/sn² =N-m= j)
Albert Einstein kütle ile enerjinin eşdeğer olduğunu çok bilinen E = m c2 dönüştürülen, suyun formülü ile göstermiştir Enerji korunumlu bir büyüklüktür aynı zamanda biçim değiştirebilir Bunun en sıradan örneği Hidroelektrik Santrallarında elektrik enerjisinepotansiyel enerjisidir Bu dönüşüm işlemi pratikte birebir olamaz, kayıplar oluşur Enerji korunumlu bir büyüklük olmasına rağmen diğer biçime dönüştürülemeyen ve dolayısıyla ısı olarak etrafa yayılan enerji, teknik terimle kayıp olarak nitelendirilir Enerjinin korunduğunu ilk gösteren James Prescott Joule' dur Joule, deneyinde m kütleli bir cismi, bir makaraya bağlayarak belirli bir yükseklikten aşağıya bırakmıştır Makara aynı zamanda termal olarak yalıtılmış bir ısı kutusunun içindeki çarklara bağlıdır Cisim aşağıya indikçe kutunun içindeki çarklar döner ve içerdeki sıvının sıcaklığını ölçen termometrede ΔT kadar bir artış gözlemlenir Isı kutusunun özısısına ve makaranın sürtünmesine harcanan enerji bu dönüşümdeki kayıplar olarak varsayılırsa, enerjinin biçim değiştirebildiği ve korunumlu olduğu bu sayede gösterilmiş olur

Enerji Birimleri
Enerji kullanıldığı yerlere göre farklı birimlerde ele alınır

• Newton meter (Nm) , 1 N-m =kg m2/sn2
• Joule 1 N-m = 1 J
• Kalori (cal) 1 J = 0239 Calorie (cal) 1 cal = 418 J 1 Kcal=4184 J
• Elektronvolt (eV)
• British Thermal Unit (BTU) 1 BTU = 1,055 J , 1 kWh = 3412 BTU , 1 BTU = 00002931 kWh
• Watt-saat (Wh) 1Watt hours (Wh) = 3,600 J ,
• Kilo Watt-saat (kWh)1 kWh = 1,000 Wh , 1 kWh = 3,600,000 J
• erg (Yunanca ergon: iş) 1 erg= 1 g cm2 s−2, 1 erg = 10×10−7 J
• Foot - pound (ft lb), 1 ft lb = 1356 Nm
• litre-atmosfer (latm)

Enerji Türleri
Enerji çeşitli şekillerde bulunabilir Fakat bu şekillerin tamamı iki ana başlığa indirgenebilir Bunlar kinetik enerji ve potansiyel enerjidir[*]Potansiyel enerji: Bir nesnenin konumundan dolayı, diğer nesnelere bağlı olan enerjisidir Depolanmış enerji olarak da adlandırılırYer çekimi Potansiyel Enerjisi: Bir kütle, bulunduğu yerden düşey konumdaki alt bir noktaya göre yüksekte ise, sahip olduğu enerjiye Yer çekimi Potansiyel Enerjisi denir[*]Isı(Termal) Potansiyel Enerjisi: Isı sebebi ile oluşan enerji olup, aslında molekül ve atomların kinetik enerjisidir[*]Elektrik Potansiyel Enerjisi: Elektrik yüklemesi sebebi ile ortaya çıkan enerjidirYüklenmiş partiküllerin hareket enerjisidir[*]Kimyasal Potansiyel Enerji: Atomlar arasındaki kimyasal bağlar sebebi ile oluşan enerji olup, kimyasal bağlar tarafından depolanmış olan enerjidir[*]Nükleer Potansiyel Enerji: Atom çekirdeklerinin kararsızlığı nedeni ile oluşan enerjidir Bu durumdaki nesne, elektromanyetik dalga veya ışık yaydığı için yayınım enerjisi olarak da adlandırılır Atom çekirdekleri tarafından depolanmış enerjidir[*]Manyetik Potansiyel Enerji[*]Elastik Potansiyel Enerji[*]Kinetik enerji: Hareketin sebep olduğu enerjidir Enerjinin Korunumu
Kapalı bir sistemde, potansiyel enerjinin, kinetik enerjiye veya kinetik enerjinin, potansiyel enerjiye dönüşümünde, her birindeki artma, diğerindeki azalmaya eşittir Kapalı bir sistemde enerji korunacağından sabit bir değeri vardır Dolayısıyla enerjideki değişim sıfırdır T kinetik enerji, U da potansiyel enerji olmak üzere formüle edilirse:

veya diğer bir şekilde ifade edilirse
enerji korunum yasası olur

Enerji Çeşitleri Nelerdir?

Bir sistemin iş yapabilme yeteneği Başka bir deyimle, bir insan, bir hayvan, bir taş parçası, herhangi bir şey, hareket edebiliyor ya da başka bir cismi hareket ettirebiliyorsa onda enerji var demektir
Enerji, hareket enerjisi (kinetik enerji) ve durum enerjisi (potansiyel enerji): olmak üzere başlıca iki bölüme ayrılır
Hareket enerjisi hareket eden bir cismin verdiği enerjidir Hareket halin de olan bir cisim, iş görebilme yetkin ligini kazanmıştır Hareket enerjisi, cismin hızına ve kütlesine bağlıdırHızı ağırlığı olan bir cismin hareket enerjisi,
1/2 P/9,8 V2 formülü ile hesaplanır Burada P kilogram V’misn olarak ele alındığında, enerji, kilogrammetre cinsinden çıkar
Durum enerjisi, bir cismin içinde bulunduğu durum ya da uğradığı şekil değişikliği dolayısıyla kazandığı enerjidir Potansiyel enerji, iş cinsinden bir büyüklüktür, aynı iş birimleriyle ifade edilir Cismin ağırlığı (PP) düştüğü ya da çıkardığı yükseklik (h) olduğuna göre,
Potansiyel enerji = ph dır Çoğu hallerde, bu iki enerji, aynı zamanda, aynı cisimlerde bulunabilir Durum enerjisi ve hareket enerjisine bir olarak mekanik enerji adı verilir
Enerjinin sakımı prensibine göre, evrendeki enerji miktarı daima sabittir, sadece enerjinin şekli değişir Elektrik enerjisi, ampullerde ışık, elektrik fırınlarında ısı enerjisi haline çevrilir Fakat bu çevrilmelerde, enerji miktarı daima sabit kalır Yani, (bir şekildeki enerjinin değeri, diğer şekildeki enerjinin değerinin aynıdır
Ancak, Einstein’e göre madde, yoğunlaşmış bir enerjidir Enerji maddeye, madde de enerjiye dönebilir , Kütle, Enerji, Işık hızı olduğuna göre,
M = M/C2
E = M/C2
dir Bu hipoteze göre, tek başına maddenin sakımı kanunundan bahsetmek doğru değildir Evrende, maddenin ve enerjinin birlikte sakımından bahsedilebilir Yani, evrendeki enerji ve madde miktarı toplamı sabittir Fakat, gerektiğinde madde enerjiye, enerji maddeye dönüşebilir

Günlük konuşma dilinde, çok iş yapan ve her an iş yapmaya hazır olan kişilere "enerjik" deriz

Fizik ve mühendislik bilimle*rinde de "enerji" ile "iş" arasında benzer bir ilişki vardır Çünkü bir işin yapılabilmesi için mutlaka enerji gereklidir
Enerji, bir yakıtın kimyasal enerjisinden bir pilin ya da başka bir elektrik kaynağının sağladığı elektrik enerjisine kadar çok değişik biçimlerde bulunabilir ve hangi biçimde bulu*nursa bulunsun belirli bir işin yapılmasını sağlayabilir Örneğin bir lokomotif bir treni çekerek yaptığı işi motorunda yanan dizel yakıtının kimyasal enerjisine, ağır yükleri kaldıran bir vinç ise motorunu çalıştıran elektrik enerjisine borçludur
Bir cismi iten ya da çeken bir kuvvet de o cismi hareket ettirebiliyorsa mekanik bir iş yapıyor demektir Ama uygulanan kuvvet cismi yerinden oyna-tamadığı sürece iş yapmış sayılmaz Sözgelimi ağır bir cismi kaldırıp rafa koyması istenen kişi bunu başarırsa bir iş yapmıştır Ama yük kaldıramayacağı kadar ağırsa, ne kadar çaba harcamış olursa olsun, yararlı bir iş yaptığı söylenemez
Cismin kaldırılıp rafa konulması örneğinde, bu işin yapılmasını sağlayan enerji, o kişinin kaslarını çalıştıran kimyasal enerjidir Üstelik rafa kaldırılmış olan cismin de artık bir potansiyel enerjisi vardır Çünkü o yükseklik*ten yere düşerek bir iş yapma "gücüne" kavuşmuştur ve yere düştüğü zaman yaptığı iş rafa kaldırılması için yapılmış olan işe denk*tir Kısacası, o cismi rafa koyan kişi bu işi yaparak kaslarındaki kimyasal enerjiyi cismin potansiyel enerjisine dönüştürmüştür
Cismin raftan aşağı düştüğünü varsayalım Bu durumda, cismin kütlesi üzerine etki eden yerçekimi kuvveti cismin giderek daha hızlı düşmesine yol açar Böylece raftaki cismin potansiyel enerjisi, yerçekimi kuvvetinin etkisiyle harekete geçen kütlenin kinetik enerjisine dönüşmüş olur (Kinetik sözcüğü hareketle ilgili anlamındaki Yunanca kinesis sözcüğünden türemiştir)
Görüldüğü gibi enerji bir biçimden başka bir biçime dönüşebilir; bu dönüşümü gerçek*leştiren de yapılan iştir Enerjinin bir biçim*den başka bir biçime dönüşmesinde, dönüşü*mün sonundaki toplam enerji, dönüşüm ön*cesindeki toplam enerjiye eşittir Bu, enerji*nin korunumu diye bilinen önemli bir ilkedir Enerji dönüşümünü gerçekleştirmek için yapılan işin miktarı, yeni bir biçime dönüş*türülen enerjinin miktarına eşittir İş biri*mi joule'dür (jul); enerji yapılan işle ölçüldü*ğü için enerji de joule'le ölçülür
Potansiyel enerji ile kinetik enerji mekanik enerjinin değişik biçimleridir Bir cismin yük*selmesinden kaynaklanan potansiyel enerji, cismin kütlesine ve çıkarıldığı yüksekliğe bağ*lıdır Gerilen bir yayın da potansiyel enerjisi vardır: Eğer gergin bir yaya ağırlık bağlar ve sonra serbest bırakırsanız, yay bu ağırlığı kaldırarak iş yapmış olur
Hareket eden bir cismin kinetik enerjisi ise kütlesine ve hızına bağlıdır Cismin kütlesi iki katına çıkarsa kinetik enerjisi de iki katına çıkar; bu nedenle bir beyzbol topunu durdur*mak, bir tenis topunu durdurmak için gerekli olandan daha çok güç harcamayı gerektirir Ama, hareket eden cismin hızı iki katına çıkarsa kinetik enerjisi dört katına çıkar Bunu bilimsel bir anlatımla söylersek, kinetik enerji hızın karesiyle doğru orantılıdır Saatte 100 km hızla yol alan bir otomobilin fren yapınca durma uzaklığı, saatte 50 km hızla giden otomobilin fren yapınca durabileceği uzaklığın dört katıdır
Bir ırmağın suyu yüksek bir barajın ardında toplanırsa potansiyel enerji kazanır; önünde*ki set yıkılırsa büyük bir hızla vadiye akar ve önüne çıkan her şeyi sürükleyip götürür Baraj gölünde toplanan su borularla aşağıya akıtılırsa, potansiyel enerji bu hareketle kine*tik enerjiye dönüşür Bir türbini döndürerek mekanik bir iş yapan bu suyun kinetik enerji*si, türbine bağlı bir dinamo yardımıyla elek*trik enerjisine dönüştürülebilir Böylece me*kanik iş, barajdaki suyun potansiyel enerjisini önce kinetik enerjiye dönüştürmüş, sonra bu kinetik enerji gene mekanik iş yardımıyla elektrik enerjisine dönüştürülmüş olur
Yakın zamanlara kadar ısı da bir enerji biçimi sayılıyordu Ama bugün bilim adamları bu konuda farklı düşünüyorlar ve ısıyı moleküler enerjinin bir cisimden başka bir cisme aktarıldığı bir süreç olarak kabul ediyorlar Bir gazocağının üstündeki tencere, moleküllerinin mekanik enerjisi arttığı için ısınır Yanan gazın kimyasal enerjisi açığa çıkar ve bu enerji gaz moleküllerinin daha yüksek hızla hareket etmesine, böylece daha çok mekanik enerji kazanmasına yol açar Bu mekanik enerji ısı yoluyla tencerenin ve içindeki suyun moleküllerine aktarılır Hem iş, hem ısı enerjiyi aktardığı ya da başka bir enerji biçimine dönüştürdüğü için iş ve ısı eşdeğer süreçler olarak kabul edilebilir

Suyu yüksek bir depoya çıkarmak için, elektrik motoruyla çalışan bir pompa kullan*dığımızı ve böylece elektrik enerjisini potansi*yel enerjiye dönüştürdüğümüzü varsayalım Kullanılan elektrik enerjisinin tümü suyun potansiyel enerjisine dönüşmez Bir bölümü sese dönüşür; oldukça büyük bir bölümü de ısı yoluyla motorun tellerindeki, makine par*çalarındaki ve sudaki moleküler enerji kaza-nımına dönüşerek onları ısıtır Bu olayda kullanılmış olan enerjide hiçbir kayıp olma*mış, yalnızca enerjinin bir bölümü "istenme*yen" biçimlere dönüşmüştür Buna "enerji kaybı" denebilir Enerji kaybının en önemli nedeni ısıdır Bir elektrik ampulü kullanılan elektrik enerjisinin ancak beşte birini ışığa dönüştürür; geri kalanı ısı yoluyla yok olur En verimli içten yanmalı motorlarda bile kullanılan yakıtın enerjisinin beşte üçü boşa gider
Motorların çoğunda görülen bu enerji sa*vurganlığı çevre kirliliğine ve zaten kısıtlı olan doğal enerji kaynaklarının hızla tükenmesine yol açtığı için kaygı vericidir Su, rüzgâr ve güneş enerjisi her zaman boldur; ama kömür, ham petrol ve doğal gaz gibi enerji kaynakları kısıtlıdır Bilim adamları dünyadaki enerjiden yararla*nabilmenin yeni yollarını arıyorlar Maddeyi oluşturan atomların içindeki çok büyük ener*jiyi açığa çıkarmak bu konuda atılmış önemli bir adımdır Ama gü*nümüzde nükleer enerji üretiminde kullanı*lan uranyum kaynakları da bir gün tükene*cektir
İnsan vücudu da sindirdiği besinlerdeki kimyasal enerjiyi yanmaya benzer bir süreçle kullanır