Enerji, günlük yaşamımızın temel ihtiyacıdır. Öyle ki, yaşam kalitesinin artması ve hatta sürdürülmesi enerjinin mevcudiyetine bağlıdır. Enerji dönüşümlerini anlamak için ise, enerji kaynaklarının cinslerini ve bir formdan diğerine nasıl dönüştüğü hakkında kavramsal bir bilgiye sahip olmamız gerekir. Yazımızın devamında enerji dönüşümleri hakkında detayları sizlerle paylaşacağız.
Enerji Dönüşümü Nedir?
Enerji dönüşümleri, enerjiyi bir türden diğerine dönüştüren süreçlerdir. Enerji dönüşümleri günün her saniyesinde her yerde gerçekleşebilir. Elektrik, termal, nükleer, mekanik, elektromanyetik, ses ve kimyasal gibi birçok farklı biçimi vardır. Enerjinin korunumu yasası, enerjinin her zaman evrende korunduğunu ve basitçe bir formdan diğerine değiştiğini belirttiğinden, birçok enerji dönüşümü sürekli olarak gerçekleşir.
Enerji Dönüşümleri ve Çeşitleri
Enerji türleri iki geniş kategoriye ayrılabilir.
- Kinetik enerji (hareketli nesnelerin enerjisi)
- Potansiyel enerji (depolanan enerji).
Bunlar iki temel enerji biçimidir. Farklı enerji türleri arasında termal enerji, radyant enerji, kimyasal enerji, nükleer enerji, elektrik enerjisi, hareket enerjisi, ses enerjisi, elastik enerji ve yerçekimi enerjisi bulunur. Kısaca bu enerji türlerini açıklayalım:
Termal (Isı) Enerji
Termal enerji, maddelerdeki atomların ve moleküllerin titreşiminden oluşur. Ne kadar hızlı hareket ederlerse, o kadar fazla enerjiye sahip olurlar. Termal enerjiye ısı enerjisi de denir.
Kimyasal Enerji
Kimyasal enerji, atomların ve moleküllerin bağlarında depolanır. Bu parçacıkları bir arada tutan enerjidir. Depolanan kimyasal enerji gıda, biokütle, petrol ve doğal gazda bulunur.
Nükleer Enerji
Nükleer enerji, atomların çekirdeğinde depolanır. Bu enerji, çekirdekler birleştirildiğinde (füzyon) veya bölündüğünde (fisyon) açığa çıkar. Nükleer enerji santralleri, elektrik üretmek için uranyum atomlarının çekirdeklerini böler.
Elektrik Enerjisi
Elektrik enerjisi elektronların hareketidir. Bir telin içinden geçen elektronlara elektrik denir. Yıldırım, elektrik enerjisinin başka bir örneğidir.
Radyant Enerji
Işık enerjisi veya elektromanyetik enerji olarak da bilinen radyant enerji, dalgalar halinde hareket eden bir kinetik enerji türüdür. Örnekler arasında güneşten gelen enerji, x-ışınları ve radyo dalgaları yer alır.
Işık Enerjisi
Işık enerjisi, bir elektromanyetik radyasyon şeklidir. Işık, bir nesnenin atomları ısındığında üretilen fotonlardan oluşur. Işık, dalgalar halinde hareket eder ve insan gözüyle görülebilen bir enerji biçimidir.
Hareket Enerjisi
Hareket enerjisi (mekanik enerji) nesnelerde depolanan enerjidir. Nesneler daha hızlı hareket ettikçe daha fazla enerji depolanır. Hareket enerjisi örnekleri arasında rüzgâr, akan bir nehir, hareket eden bir araba veya koşan bir insan olabilir.
Ses Enerjisi
Ses enerjisi, enerjinin maddeler aracılığıyla hareketidir. Dalgalar halinde hareket eder ve bir kuvvet bir nesneyi veya maddeyi titreştirdiğinde üretilir. Genellikle seste diğer enerji türlerine göre çok daha az enerji vardır.
Elastik Enerji
Elastik enerji, sarmal yay veya gerilmiş elastik bant gibi bir nesnede depolanan potansiyel enerji biçimidir. Elastik nesneler, bir kuvvetin gerilmesine neden olduğunda elastik enerjiyi depolar.
Yerçekimi Enerjisi
Yerçekimi enerjisi, potansiyel enerjinin bir şeklidir. Yerçekimi veya yerçekimi kuvveti ile ilişkili bir enerjidir. Başka bir deyişle, bir nesnenin daha düşük bir konuma kıyasla yüksek bir konumdayken bulundurduğu enerjidir.
Yukarıda saydığımız enerji çeşitleri aşağıdaki gibi bir formdan diğerine dönüştürülebilir:
- Işık enerjisi ısı enerjisine dönüştürülebilir.
- Elektrik enerjisi mekanik enerjiye, ışık enerjisine, ısı enerjisine vb. dönüştürülebilir.
- Kimyasal enerji elektrik enerjisine dönüştürülebilir.
- Termal enerji, ısı enerjisine dönüştürülebilir.
- Mekanik enerji elektrik enerjisine, potansiyel enerjiye dönüştürülebilir.
- Nükleer enerji, ışık enerjisine ve ısı enerjisine dönüştürülebilir.
- Güneş enerjisi, ısı enerjisine, kimyasal enerjiye ve elektrik enerjisine dönüştürülebilir.
- Yerçekimi potansiyel enerjisi, kinetik enerjiye dönüştürülebilir.
Enerji Dönüşümlerine Örnekler
- Ekmek kızartma makinesi elektrik enerjisini ısı enerjiye dönüştürür.
- Bir karıştırıcı, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür.
- Güneş, nükleer enerjiyi her türlü elektromanyetik enerjiye ultraviyole, kızılötesi ve gama enerjisine dönüştürür.
- Vücudumuz gıdalardaki kimyasal enerjiyi, mekanik ve elektrik enerjisine dönüştürerek hareket etmemizi sağlar.
- Doğal gaz sobası, kimyasal enerjiyi ısı enerjisine dönüştürür.
- Hareket eden bir araç, kimyasal enerjinin kinetik enerjiye dönüştürülmesine bir örnektir.
- Yüksekten yere doğru bırakılan bir top, potansiyel enerjiyi kinetik enerjiye dönüştürür.
- Bir rüzgar türbinin elektrik enerjisi üretmesi. (bkz. İskoçya’da rüzgar türbinleri ne kadar enerji üretiyor)
- Yukarıdaki verilen örnekler enerji dönüşümlerine verilebilecek örneklerin milyonda biridir. Evrenimiz keşfedilmemiş enerji türleri ile doludur ve bu enerji türleri sürekli alışveriş halindedir.