Enerji
Enerji, iş yapabilme kapasitesi olarak tanımlanabilir. Madde ve enerji, dünyadaki yaşamın temelini oluştururlar. Madde, enerjiden çok somut bir kavramdır. Enerji ise, maddeyi ısıtarak, hareket ettirerek ya da elektrik yükleyerek varlığını belli eder.
Enerji sürekli bir değişim ile birlikte var olur. Enerji bir durumdan başka bir duruma geçerken madde üzerinde birtakım fiziksel, kimyasal ya da biyolojik değişimler olur. Örneğin kömürün içinde bulunan kimyasal enerji, ısı enerjisine dönüşürken, kömürde de birtakım değişimler gözlenebilir. Bütün bu enerji dönüşümlerinde, enerji hiç bir zaman değişmez. Yani enerji hiç bir zaman hiçbir şekilde yaratılmaz, yok edilemez.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 [J] 1 N-m = 1 J
- Kalori (cal) 1 J = 0.239 Calorie (cal) 1 cal = 4.18 J 1 Kcal=4184 J
- Elektronvolt (eV)
- British Thermal Unit (BTU) 1 BTU = 1,055 J, 1 kWh = 3412 BTU, 1 BTU = 0.0002931 kWh
- Watt-saat (W.h) 1 Watt 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 = 1.0×10−7 J.
- Foot - pound (ft lb), 1 ft lb = 1.356 Nm
- litre-atmosfer (l.atm)
Enerji Türleri (Enerji Biçimleri)
Enerji yaratılamaz, yok edilemez. Dünyada var olan enerji tutan da hiç bir zaman değişmeyeceğine göre, enerjiden herhangi bir şekilde yararlanıldığı zaman bu enerji yalnızca biçim değiştirir. Dünyada çeşitli biçimlerde var olan 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 kullanılan oldukça yaygın bir sözcüktür. Basit bir sapanın atışı, gerilmiş lastiğin üzerindeki potansiyel enerjinin kullanımı şeklinde açıklanabilir. Atom bombası, içinde sakladığı enerjiyle koskoca 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 şeklinde 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 kütlesi ve hızıyla orantılı olarak bir kinetik enerjisi vardır.
Diğer enerji biçimleri arasında toprağı kazarken kullanılan mekanik enerjiyi, güneş ışığıyla gelen, ısı ve ışık enerjisi şeklinde ortaya çıkan güneş (radyant) enerjisini sayabiliriz. Canlı hücreler tarafından kullanılan enerji ise, gövdeyle alınan besinin kimyasal enerjiye dönüştürülmüş şeklidir.
Bütün enerji biçimlerini yüksek ve düşük derecedekiler olarak kabaca iki grupta inceleyebiliriz. Elektrik enerjisi, yüksek derecede olarak kabul edebilir. Çünkü kolaylıkla diğer enerji biçimlerine dönüştürülebilir, kullanılabilir. Buna karşın ısı enerji düşük derecededir. Çünkü fazla sıcaklığı olamayan bir ısı enerjisini diğer enerjilere dönüştürüp kullanmak pek kolay değildir. 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 adlandırılır.
- Yer 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 enerjidir.Yüklenmiş 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:
MsXLabs.org & Temel Bilgiler Ansiklopedi
Son düzenleyen Safi; 28 Eylül 2018 01:27
