Enerji Biçimleri
Enerji yaratılamaz, yok edilemez demiştik. Dünyada varolan enerji hitan da hiç bir zaman değişmeyeceğine göre, enerjiden herhangi bir şekilde yararlanıldığı zaman bu enerji yalnızca biçim değişirtirir. Dünyada çeşitli biçimlerde varolan enerjiler vardır. Bunlara örnek olarak ısı, ışık, elektrik enerjilerini gösterebiliriz. Diğer enerji biçimleri pek bilmediğimiz biçimler bile olsa, kullanıldığı alanlar oldukça bilinen alanlardır.
‘Potansiyel sözcüğü durağan enerjiyi tanımlamak için kuDanılan oldukça yaygın bir sözcüktür. Basit bir sapanın atışı, gerümişlastiğin üzerindeki potansiyel enerjinin kullanımı şeklinde açıklanabilir. Atom bombası , içinde sakladığı enerjiylekoskoca bir kenti yok edebilir. Buna karşın bir nükleer enerji istasyonu aynı güçteki enerjisini insanlığın yararına kullanır. Potansiyel enerji , bir pilin içindeki kimyasal potansiyel enerji şeklinde ya da bir hidroelektrik santralinde kullanılan suyun içinde, fiziksel potansiyel enerji seklinde bulunabilir.
Kinetik enerji, hareket halinde bulunan maddelerin taşıdıkları enerji türüdür. Gözle görünmeyecek kadar küçük olan atomun çevresinde dönen elektronlardan uzayda kocaman bir yıldızın çevresinde bulunan gezegenlere kadar her maddenin kendi kodesi ve hızıyla orantılı olarak bir kinetik enerjisi vardır.
Diğer – enerji biçimleri arasında toprağı kazarken kullanılan mekanik enerjiyi, güneş ışığıyla gelen, ist ve ışık enerjisi şeklinde ortaya’ çıkan güneş (radyant) enerjisini sayabiliriz. Canlı hücreler tarafından kullanılan enerji ise, gövdeyle alınan besinin kimyasal enerpye dönüştürülmüş seklidir.
Bütün enerji biçimlerini yüksek ve düşük derecedeküer olarak kabaca iki.grupta inceleyebiliriz. Elektrik enerjisi, yüksek derecede olarak kabul edebilir. Çünkü kolaylıkla diğer enerji biçimlerine dönüştürülebilir, kullanılabilir. Buna karşın ısı enerji düşük
Başka Bir Kaynak
Günlük konuşma dilinde, çok iş yapan ve her an iş yapmaya hazır olan kişilere “enerjik” deriz. Fizik ve mühendislik bilimlerinde 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 bulunursa 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 yükseklikten yere düşerek bir iş yapma “gücüne” kavuşmuştur ve yere düştüğü zaman yaptığı iş rafa kaldırılması için yapılmış olan işe denktir. 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 gerçekleştiren de yapılan iştir. Enerjinin bir biçimden başka bir biçime dönüşmesinde, dönüşümün sonundaki toplam enerji, dönüşüm öncesindeki toplam enerjiye eşittir. Bu, enerjinin korunumu diye bilinen önemli bir ilkedir. Enerji dönüşümünü gerçekleştirmek için yapılan işin miktarı, yeni bir biçime dönüştürülen enerjinin miktarına eşittir. İş birimi joule’dür (jul); enerji yapılan işle ölçüldüğü için enerji de joule’le ölçülür
Potansiyel enerji ile kinetik enerji mekanik enerjinin değişik biçimleridir. Bir cismin yükselmesinden kaynaklanan potansiyel enerji, cismin kütlesine ve çıkarıldığı yüksekliğe bağlıdır. 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 durdurmak, 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; önündeki 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 kinetik enerjiye dönüşür. Bir türbini döndürerek mekanik bir iş yapan bu suyun kinetik enerjisi, türbine bağlı bir dinamo yardımıyla elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Böylece mekanik 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 kullandığımızı ve böylece elektrik enerjisini potansiyel 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 parçalarındaki ve sudaki moleküler enerji kaza-nımına dönüşerek onları ısıtır. Bu olayda kullanılmış olan enerjide hiçbir kayıp olmamış, yalnızca enerjinin bir bölümü “istenmeyen” 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 savurganlığı 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 yararlanabilmenin yeni yollarını arıyorlar. Maddeyi oluşturan atomların içindeki çok büyük enerjiyi açığa çıkarmak bu konuda atılmış önemli bir adımdır . Ama günümüzde nükleer enerji üretiminde kullanılan uranyum kaynakları da bir gün tükenecektir.
İnsan vücudu da sindirdiği besinlerdeki kimyasal enerjiyi yanmaya benzer bir süreçle kullanır.
Son düzenleyen Safi; 4 Mayıs 2018 16:35