Enerji - Erke Nedir? Enerji Birimleri ve Enerji Türleri
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.
Enerji çeşitli şekillerde bulunabilir. Fakat bu şekillerin tamamı iki ana başlığa indirgenebilir. Bunlar kinetik enerji ve potansiyel enerjidir.
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:
veya diğer bir şekilde ifade edilirse
enerji korunum yasası olur.
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) 1Watt 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 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.
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:
veya diğer bir şekilde ifade edilirse
enerji korunum yasası olur.
