Enerji birimleri ve dönüşümleri

Aslında birimler konusunu enerji üzerine yazılarımdan önce paylaşmalıydım, üzgünüm ki gözden kaçırdım bu konuyu neyse ki fazla geç olmadan farkına vardım ve boşluğu tamamlamak istiyorum.
Öncelikle enerjinin başlıca birimlerini tanıyarak konuya başlayacağım daha sonra kısaca tanımlamalarımızı yaptıktan sonra kısaca birimlerin arasında dönüşümlerini açıklayarak devam edeceğim.

Joule J:

İngiliz fizikçi James Prescott Joule adıyla kullanılan enerji ve iş birimi olarak kullanılan Joule. Kısaca “J” ile gösterilir. Joule, mekanik işlerde ki enerji için kullanılır. Bir Newton’luk bir kuvvetin bir cismi kuvvet doğrultusunda bir metre hareket ettirmesiyle yapılan işe eşittir.

1 Joule J = 1 Newton N x 1 Metre (m)’dir
1 Joule J = 1 Watt W x 1 Saniye (s)’dir.
1000 Joule J = 1 KiloJoule (kJ)
1.000.000 J = 1 MegaJoule (MJ)

Watt W:

İskoçyalı mühendis James Watt adıyla kullanılan enerji dönüşümü oranını ölçen birim Watt. Kısaca “W” ile gösterilir. Watt elektriksel enerji için kullanılır. Üstte ki Joule’un ikinci denkliğinden 1 Watt W = 1 Joule J / 1 saniye (s) bulunur. Bu denklemde de Joule yerine Joule’un ilk denklemini yazarsak 1 Watt W = (1 Newton N x 1 Metre (m)) / 1 saniye (s) şeklinde bulunur.

Watt’ın diğer birimleri ise Pikowatt, Nanowatt, Mikrowatt, Kilowatt… vesaire. Bizim en sık karşılacaklarımız ise Kilowatt ile Megawatt olacaktır. Bu yüzden sadece Kilowatt ile Megawatt’dan bahsetmenin yeterli olacağına inanıyorum.

Kilowatt: Watt’ın bin katı Kilowatt ile ifade edilir. (kısaca “kW”) Yani; 1 kW = 1000 W‘dır.
Megawatt: Watt’ın bir milyon katı Megawatt ile ifade edilir. (kısaca “MW”) Yani: 1 MW = 1.000.000 W‘dır.

Şimdi en çok karıştırılan Watt-saat (Wh) ve Watt bölü saat (W/h) farkını açıklamaya çalışacağım.
Watt saat: Gücün bir saat boyunca ürettiği ve ya tükettiği enerji diyebiliriz.
Watt/saat: Gücün saatte ki değişimidir diyebiliriz.

Örnekle bu durumu açıklamak gerekirse; 50 Watt’lık bir ampulümüz 2 saat çalıştığında, çalıştığı 2 saat içerisinde 100 Watt’lık enerji tüketir. İfadesi o zaman 100 Wh bu şekilde olur.

Watt/saat ise, örneğin elektrik santralinin hareketini arttırmak için kullanılabilir. Bir elektrik santrali, 30 dakika içinde 0 MW’tan 2 MW’a ulaşırsa, 4 MW/h’lik bir arttırıma sahip demektir. Açıklamada bahsettiğimiz gibi gücün saatte ki değişimini hesapladık.

Genel olarak ise şöyle bir denklik oluşturabiliriz; 1 kWh = 1000 Wh = 3.6 MegaJoule

Kalori (cal):

Atmosfer basıncında bir gram suyun sıcaklığını 1 C artırmak için kullanılan birimdir. Kısaca “cal” ile gösterilir. Enerji birimi olarak kalori bir maddeye verilen ısı miktarını belirlemek için kullanılır.

1 kalori (cal)= 1000 kilokalori (kcal)
1 kalori (cal) = 4,184 Joule J

Joule’un denklik de ki yerine gerekli olabilecek değerleri bırakarak diğer birimlerini de bulabiliriz.

British Thermal Unite (BTU):

Bir atmosfer basınç altında 453,6 gram suyun sıcaklığını 17,2222 C’den 17,7778 C’ye çıkarmak için kullanılan birim British Thermal Unit. Kısaca “BTU” ile gösterilir. Soğutma enerjisi için kullanılır. Vereceğim birimlerin hepsi enerji birimi olacaktır ve birbirleri arasında dönüşüm yapılabilmektedir.

1 BTU = 252 cal
1 BTU = 1055,07 Joule
1 BTU = 0,293 Wh = 0,000293 kWh

Elektron-Volt (eV):

Bir elektron-volt, bir elektronun bir voltluk elektrik potansiyel farkı katederek kazandığı kinetik enerji miktarıdır. Kısaca “eV” ile gösterilir.

1 Mega Elektron Volt (MeV) = 1.000.000 Elektron-Volt (eV)

Bir elektron-volt ve Joule arasında ki denklik ise;

1 Elektron-Volt (eV) = 1,602 x 10ª Joule J’dır. (a=-19)

Ton Eşdeğer Petrol (TEP):

Bir ton petrolün yakılmasıyla elde edilen enerji birimidir. Kısaca “TEP” ile gösterilir. Endüstri’de üretim veya ısıtmada bir veya birden çok çeşitli yakıt kullanılabilir. Her yakıtın kendine has ısıl değeri, ısıl değer birimi vardır. Ortak noktada buluşabilmeleri amacıyla yakıtların ısıl değerleri bir çevrim katsayısı ile belirlenerek ortak bir enerji birimi elde edilmiş olur buna da TEP denir. (IssaGuv.Com)

1 kWh = 0.000086 TEP
TEP = (Tüketim Miktarı (kg) x Isıl değeri (kcal/kg)) / 10.000.000 denkleminden TEP hesaplamasını yapabiliriz.