Enerji Nedir? Enerjinin Dönüşümü Nedir? Enerji Dönüşümlerine Örnekler Nelerdir?

Enerji Nedir? Enerjinin Dönüşümü Nedir? Enerji dönüşümlerine örnekler Nelerdir?
Enerji Nedir? Enerjinin Dönüşümü Nedir? Enerji dönüşümlerine örnekler Nelerdir?

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

Enerjinin Dönüşümü

Hareket halinde bulunan bir otomobilin, hareket etmek için benzine ya da benzer bir yakıta ihtiyaç duyduğunu hepimiz biliriz Bu yakıt ya benzindir, ya mazottur ya da otogazdır� Ancak ne olursa olsun aracın hareketi için bir tüketimin yapılması gerekmektedir Netice itibari ile de şu kanun aklımıza gelmektedir:�Madde vardan yok, yoktan var olmaz� Hakeza, enerjinin korunumu yasası da burada devamı mahiyetinde ifade edilmektedir:�Enerji vardan yok, yoktan var olmaz�
Termodinamiğin ikinci yasası der ki:�Uzayda yer alan enerji miktarı sabittir, sadece dönüşüm vardır� Burada durağan bir olaydan bahsedilmemektedir Aksine, devamlı dinamiği olan bir dize hareketten bahsedilmektedir Madde-enerji ve enerji-madde dönüşümü sürekli olmakta ve bu olay büyük bir denge içerisinde devam etmektedir Sizin vücudunuzdan yayılan ya da bir tüpten yayılan alevin ısısı hiçbir zaman kaybolmamakta ve uzayın derin köşelerinde entropi dağılımına ön ayak olmaktadır
Enerjinin vardan yok, yoktan var olmayacağı gerçeği ile enerjinin şekil değiştirme ilkeleri birleştiği zaman, kainat efsanesinin çalışma dizesi hakkında bilgi sahibi oluruz İlk başta verdiğim otomobil örneğinde benzinin içerisinde bulunan kimyasal enerji, 4 zamanlı bir motor sayesinde hareket enerjisine çevrilmektedir Burada ki dönüşüm ise, kimyasal bağların koparılması sonucu oluşan ısının harekete çevrilmesi şeklinde bir dize akımı sergilemektedir İfade tarzı ile de, kimyasal bağları bulunan ve birer karbon ürünü olan benzin yakılarak ısıya ve bu ısıda harekete çevrilmektedir Siz diyebilirsiniz ki; nasıl olurda ısı harekete çevrilebilinir? Ocağınızda kaynayan ve buhar vermeye başlayan bir çaydanlığa rüzgar gülünü yaklaştırdığınız zaman; buharın etkisi ile döndüğünü fark edersiniz Burada ısının harekete çevrilmesine basit bir örnek vermiş bulunmaktayız Bu örnekleri ise binlere ve hatta milyonlara çıkarmamız mümkündür
Peki, bir işin yapılabilmesi için enerjiye ihtiyaç duyuluyorda, insanların yaptıkları işler için nasıl bir enerji şekli kullanılmaktadır? Bu sorunun cevabı ilköğretimden başlayıp neredeyse hayatımızın tamamını kapsayacak şekilde bizleri meşgul etmektedir Bizler yaşamak için yiyecekler yer ve su içeriz, aynı zamanda havayı soluruz� İşte, işin özü burada yatmaktadır� Nasıl ki karbon ve hidrojen ürünü fazla olan ve petrol polimeri olan benzin yakıldığında hareket sağlanıyor, bizim yediğimiz yiyeceklerde büyük bir yanma reaksiyonu gerçekleştirerek enerji elde etmektedir Bu arada oluşan ısı düzeyi de hem proteinlerin ve hemde vücudun diğer fonksiyonlarının düzgün çalışması için kullanılmaktadır Entropi olarak dağılan vücut ısısı, uzayın entropi düzeyininde dengede tutulmasında rol oynamaktadır Belki size son söylediğim garip gelmiştir, ancak bu dediğim doğrudur� Bizler çoğalırken aslında Dünya�nın ağırlığı artmamaktadır Doğada var olan maddeler bir araya gelmekte ve netice itibari ile de onikisentrilyon ton olan dünya kütlesi korunmaktadır Aynı biçimde, kainatın kütlesi korunmakta, bunun yanında kainatın enerji düzeyi de korunmaktadır Big-bang teoremi doğrudur, ancak benim kastetiğim nokta, uzayın büyümediği değil, kütle ve enerjinin korunduğu prensibidir Kainatta var olan atom molekülü ile, var olan joule ifadesi ile ifade edebileceğimiz enerji hep denge altındadır Odun yandığında hiçbir şey kaybolmamakta, bir miktar enerji ile beraber gaz ve kül çıkmaktadır Eğer kimya bilimi çok ileri düzeylere ulaşsa ve bu çıkan şeyler bir araya getirilse yine odunu oluşturabiliriz Odun yandı, o zaman madde miktarı azaldı mı? Hayır, maddenin bir kısmı kızılötesi ışınlar halinde entropi dönüşümüne katıldı; yani yoktan var olmadı, vardan yok�
Nasıl ki fission olayı ile madenin parçalanması sağlanıyor ise, füzyon olayı ile de birleştirme sağlanabilmektedir Eğer yakılan odunun çıkan artıkları, karbon düzeyine erişmiş bir süpernova tiplemesinde olduğu gibi bir araya getirilebilse; yani füzyon reaksiyonuna uğratılabilse, tekrar odunu oluşturmamız mümkündür Nasıl ki biz odunu yakıp bir miktar enerji elde ettik, ömrünü bitiren yıldızlarda enerji denklemlerini bozarak yeni maddeler oluşturmakatdır Burada kaybolan odun yerine bu yıldızlarda yeni madde tiplemeleri oluşmaktadır Karbona ve hatta demire varıncaya kadar sıkışma meydana gelmekte ve bizim burada yakıp kül ettiğimiz odunda bu şekilde kainatta tekrar oluşturulmaktadır�

lütfi şahin

Enerji dönüşümlerine örnekler;

- Barajlardaki depolanmış suyun potansiyel enerjisi vardır Bu potansiyel enerji su serbest bırakılınca hareket enerjisine dönüşür ve elektrik üreten jeneratörlerin dönmesini sağlayarak elektrik enerjisine dönüşür

-Silgi ile yazdıklarımızı sildiğimiz zaman silginin ısındığını farkederiz Burada hareket enerjisi ısı enerjisine dönüşmüştür

-Bisikletlerde 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 çıktıklarında yere göre bir potansiyel enerjiye sahip olurlar Kayarlarken bu potansiyel enerji kinetik enerjiye yani hareket enerjisine dönüşüyordur

-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