Enerji nedir?
Enerji, fizikte iş yapabilme kapasitesi olarak tanımlanır. Potansiyel, kinetik, ısı, elektrik, kimyasal, nükleer enerji gibi farklı formlarda bulunabilir. Farklı formlardaki bu enerji türleri birbirleri arasında dönüştürülebilir. Enerji süreklidir ve kalıcıdır. Aslında enerji her canlının ve nesnenin içerisinde vardır.
Enerji ne yaratılabilir ne de yok edilebilir. Yalnızca bir formdan diğerine dönüştürülebilir. Bu ilke enerjinin korunumu veya termodinamiğin birinci yasası olarak bilinir. Örneğin, bir kutu tepeden aşağı kaydığında, kutunun yukarıya yerleştirilmesindeki potansiyel enerji kinetik enerjiye, yani hareket enerjisine dönüştürülür. Kutu sürtünme ile yavaşlarken, kutu hareketinin kinetik enerjisi, kutuyu ve zemini ısıtan ısı enerjisine dönüştürülür.
Enerji çeşitleri nelerdir?
Enerji her zaman vardır ve olacaktır. Ancak enerji karşımıza farklı çeşitlerde çıkar. Enerji türlerini şöyle sınıflandırabiliriz:
- Kinetik Enerji
- Potansiyel Enerji
- Mekanik Enerji
- Isı (termal) Enerjisi
- Işık enerjisi
- Ses Enerjisi
- Kimyasal Enerji
- Nükleer Enerji
- Elektrik Enerjisi
- Yer çekimi enerjisi
Şimdi bu enerji türlerini kısa kısa inceleyelim:
Kinetik enerji
Kinetik enerji, hareketin enerjisidir. Bir nesne hareket ediyorsa kinetik enerjiye sahip olduğu anlamına gelir. Bir nesne ne kadar hızlı hareket ederse, o kadar kinetik enerjisi vardır.
Bir maddeye kuvvet uygulandığında kinetik enerji kazandırılmış olur, kütlesi ile ters orantılı olacak şekilde hızı artar ve bir iş meydana getirilir. Yüksek yerden yuvarlanan kayanın, tabancadan atılan merminin, akarsuyun, hareket halindeki bir arabanın, fırlatılan bir füzenin, bisiklet kullanan bir sporcunun sahip olduğu enerji kinetik enerjidir.
Potansiyel enerji
Potansiyel enerji, nesnenin konumu, düzeni veya durumu nedeniyle bir nesnede depolanan enerjidir. Potansiyel enerji, kinetik enerjiyle birlikte iki ana enerji formundan biridir. Bu enerji türü çalışma potansiyeli olan bir enerji olarak düşünülebilir. Nesnenin konumu, düzeni veya durumu değiştiğinde, depolanan enerji serbest bırakılacaktır.
Örneğin, bir yayı sıkıştırmak için enerji gerekir; ancak yay sıkıştırıldıktan sonra bu enerjiye ne olur? Ne de olsa, enerjinin yaratılamayacağını veya yok edilemeyeceğini biliyoruz, sadece bir formdan diğerine dönüştürülebilir. İlk seferinde yayı sıkıştırmak için kullanılan kinetik enerji potansiyel enerjiye dönüştürülmüştür. Yayı serbest bıraktığımızda, depolanan potansiyel enerji tekrar kinetik enerjiye dönüştürülür. Aynı şekilde uçurumun kenarında duran bir kaya, gerilmiş bir ok, yakılmayı bekleyen bir maytap, yenilmek için hazırlanmış bir yemek de potansiyel enerjiye sahiptir.
Mekanik enerji
Mekanik enerji; var olan bir cisim ya da mekanik sisteme ait tüm bileşenlerin hareket ve konumuna göre değişebilme özelliği gösteren, potansiyel ve kinetik enerjinin varlığının toplamıdır.
Örneğin jeneratörler, elektrik enerjisinin mümkün olmadığı durumlarda, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürerek gerekli olan elektrik enerjisini sağlar. Elektrik motorları ise, jeneratörlerin tam tersine elektrik enerjisini mekanik enerjisine dönüştürerek çalışmaktadır. Otomobillerde mekanik enerji yoluyla hareket etmektedir. Otomobillerde yer alan araç motorları, benzin ya da gaz gibi kimyasal yakıtı mekanik enerjiye dönüştürür ve araç hareket eder. Dönüştürülen mekanik enerji, motor tarafından elektrik enerjisine dönüştürülür be böylece araçtaki klimanın, ses sisteminin, farların ve de sileceklerin çalışması sağlanır.
Isı enerjisi
Isıtılan maddenin sıcaklığından gelen enerjiye ısı enerjisi denir. Sıcaklıktaki bir artış atomların ve moleküllerin daha hızlı hareket etmesine ve birbiriyle çarpışmasına neden olduğunda ısı enerjisi üretilir. Diğer bir ismi termal enerjidir.
Maddeyi oluşturan moleküller ve atomlar sürekli hareket eder. Bir madde ısındığında, sıcaklıktaki artış bu parçacıkların daha hızlı hareket etmesini ve birbirine çarpmasını sağlar. Isıl enerji, ısınan maddeden gelen enerjidir. Madde ne kadar sıcak olursa, partikülleri o kadar çok hareket eder ve termal enerjisi artar.
Güneşten gelen sıcaklık, bir bardak sıcak çay, fırında pişirilen bir yemek, ısıtıcıdan gelen sıcaklık hep ısı enerjisinin formlarıdır.
Işık enerjisi
Işık enerjisi, insan gözüyle görülebilecek bir dalga boyunda elektromanyetik radyasyon şeklidir. Bir tür kinetik enerjidir. Işık enerjisi dalgalar halinde hareket eder ve hiçbir şey Işık enerjisinden hızlı hareket edemez.
Işık, küçük enerji paketleri gibi olan fotonlardan oluşur. Bir nesnenin atomları ısındığında, foton atomların hareketinden üretilir. Nesne ne kadar sıcak olursa, fotonlar o kadar fazla üretilir.
Yıldızlar, ampuller, lazer ışıklar, araba farları ışık enerjisinin örneklerindendir.
Ses enerjisi
Ses enerjisi, bir maddenin hava veya su yoluyla hareketinden ve titreşimlerden kaynaklanan enerji türüdür. Katılar, sıvılar ve gazlar sesi dalgalar halinde iletir. Ses enerjisi dalgalar halinde hareket eder.
Işık enerjisinden farklı olarak, ses bir vakumdan geçemez, çünkü titreşimi iletecek atomları yoktur.
Bir güç, bir nesnenin veya maddenin titremesine neden olduğu zaman ses enerjisi üretilir. Enerji daha sonra maddeden ses dalgaları olarak adlandırılan dalgalar halinde aktarılır.
Müzik aletleri, konuşma tonu, ellerin çırpıldığında oluşan titreşim ses enerjisi örneklerindendir.
Kimyasal enerji
Kimyasal enerji, atomlar ve moleküller gibi kimyasal bileşiklerin bağlarında depolanan enerjidir. Kimyasal bir reaksiyon gerçekleştiğinde bu enerji açığa çıkar.
Kimyasal enerji, atomları diğer atomlarla ve molekülleri diğer moleküllerle bağlayan bağlarda depolanır. Kimyasal enerji depolandığından, potansiyel bir enerji şeklidir. Bir kimyasal reaksiyon gerçekleştiğinde, depolanan kimyasal enerji serbest bırakılır.
Biyokütle, kömür, piller, hava yastıkları kimyasal enerji örnekleridir.
Nükleer enerji
Nükleer enerji, atom çekirdeğinden oluşan enerjidir. Enerji nükleer füzyon (çekirdekler birbirine kaynaşmış ) veya nükleer fizyon (çekirdekler birbirinden ayrılmıştır ) tarafından serbest bırakılır . Nükleer santraller elektrik üretmek için uranyum adı verilen radyoaktif bir elementin nükleer fizyonunu kullanırlar.
Elektrik enerjisi
Elektrik enerjisi elektron adı verilen elektrik yüklerinin taşınması ile oluşan enerji şeklidir. Yükler ne kadar hızlı hareket ederse, o kadar fazla elektrik enerjisi taşır. Elektrik enerjisi kinetik bir enerji şeklidir. Yıldırım, aküler, bataryalar ve hatta elektrikli yılan balıkları hareket halindeki elektrik enerjisine örnektir.
Yer çekimi enerjisi
Yerçekimi enerjisi, bir nesnede, Dünya üzerindeki yüksekliğinden dolayı depolanan enerjidir (örneğin daha uzaktaysa veya yere yakınsa). Potansiyel bir enerji şeklidir. Yerçekimi, iki nesneyi birbirine doğru çekmeye çalışan bir kuvvettir. Dünyanın yerçekimi, sizi yerde tutan ve nesnelerin düşmesine neden olan şeydir.