Enerji ve Enerji Çeşitleri

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=m.g.h

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