Enerjinin Konumu – Enerji Dönüşümü – Verim

Enerji evrende birçok farklı forma bulunabilir; fakat enerji yok edilemez, yoktan da var edilemez. Bütün enerji çeşitleri arasında bir dönüşüm vardır. Buna enerjinin korunumu kanunu denir.

Bir sistemdeki toplam enerji daima sabittir. Bu demektir ki bir enerji türü azalırken başka enerji türü veya enerji türleri aynı oranda artmaktadır.

Örneğin; bir cismin eğimli bir düzlemin tepesinden serbest bırakılmasını düşünürsek ilk anda cisim sadece potansiyel enerjiye sahipken bir süre sonra bu enerjinin bir kısmı kinetik enerjiye ve sürtünme kuvvetine karşı harcanan bir enerjiye dönüşür.

Potansiyel enerji → Kinetik enerji + Isı enerjisi

Açıklayıcı başka bir örnek vermek gerekirse :

Barajlarda üretilen elektrik enerjisinin evimizdeki tost makinesine gelene kadar izlediği değişimi görelim.

1. Biriktirilen su seviyesinin yükselmesi sayesinde su potansiyel enerji kazanır.
2. Su yüksek seviyeden aşağı doğru akıtılarak kinetik enerji kazandırılır ve bir tribünü çevirir.
3. Suyum kinetik enerjisi tribünün dönerek kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmesini sağlar.
4. Elektrik enerjisi kablolar yardımıyla evlere iletilir.
5. Tost makinesi aldığı elektrik enerjisini dirençler yardımıyla ısı enerjisine çevirir.

Potansiyel enerji → Kinetik enerji → Elektrik enerjisi → Isı enerjisi

Verim

Günümüzde sanayide ve günlük hayatta kullanılan cihazların bir çoğunda enerjinin hepsi işe veya istenilen enerjiye dönüşmez ki bunlar ampulden arabaya, saç kurutma makinesinden dev iş makinelerine kadar her alanda geçerlidir.

Verim kavramını tüketicilere anlatmak için enerji harcayan her aletin satış sırasında enerji kimlik belgesi ile tanımlı olduğu sınıfı belirtilir. Bu enerji sınıflarından A sınıfı enerji verimliliğine sahip cihazlar en verimli kategori olarak değerlendirilir. Aşağıda örnek bir enerji kimlik belgesi görebilirsiniz.

Bunun nedeni cihaza verilen enerjinin bir kısmı sürtünmeler ve direnç sebebiyle ısıya dönüşür. Bir elektrik motorunda veya sabit makarada bu ısınma rahatlıkla gözlenebilir. Bu durumda her cihaz için bir verim değeri hesaplamak gerekir.

%Verim = €€{Yapılan İş}\over{HarcananEnerji}€€.100

eşitliği ile veya

%Verim= €€{Elde Edilen (alınan) Enerji } \over{Harcanan (verilen) Enerji}€€.100

eşitliği ile hesaplanır.

Örneğin bir araçta 200 J kimyasal enerjiye sahip yakıt vardır. Bu yakıtın tüketimi ile 80 J değerinde kinetik enerji ve 120 J değerinde ısı enerjisi üretiliyor ise aracın verimi kaçtır?

1. 80 J kinetik enerji istenilen enerji türüdür ve elde edilen enerji olarak yazılır ve toplam harcanan enerji olan 200 J değerine bölünerek verim bulunur.
2. Verim = 80/200 = %40 verimlidir denir.

Enerji Kaynakları

İş yapabilmek için enerjiye ihtiyaç duyulmaktadır ve bu ihtiyaç günümüzde insanların yaşantı şeklini biçimlendirmektedir. Bir çok ülke geleceklerini planlarken enerji ihtiyaçlarını göz önünde bulundurup bunun doğrultusunda planlar yapmaktadır ve bu ihtiyacı gidermek için büyük bütçeler ayırmaktadır.

Enerji kaynaklarını genel olarak ikiye ayrılır.

1. Yenilenebilir enerji kaynakları
2. Yenilenemez enerji kaynakları

Kullanıldıkça rezervleri tükenen kaynaklara yenilenemez enerji kaynakları, rezervleri tükenmeyen enerji kaynaklarına ise yenilenebilir enerji kaynakları denir. Yani doğal süreçlerle kaynağının yenilendiği enerji kaynaklarına yenilenebilir enerji denir.

Yenilenebilir Enerji Kaynakları

1. Su enerjisi
2. Rüzgar enerjisi
3. Jeotermal enerji
4. Güneş enerjisi
5. Biyo(organik) Yakıt
6. Okyanıs enerjisi (Dalga ve Gelgit gibi)
7. Hidrojen enerjisi

Yenilenemez Enerji Kaynakları

1. Fosil Yakıtlar ( Kömür, Petrol, Doğal gaz gibi)
2. Nükleer Enerji

Enerji Kaynaklarının Avantaj ve Dezavantajları

Enerji kaynağı	Olumlu Yönleri	Olumsuz Yönleri
Fosil Yakıtlar	→ Elde etmek ve taşımak kolaydır. → Elektrik elde etmek için kullanılır. → Birim kütlesinden fazla miktarda enerji elde edilebilir.	→Yenilenemez → Çevre kirliliğine neden olur. → Kaynakları hızla tükenmektedir. → Maliyeti sürekli artar. → Atmosferde sera etkisi yapar.
Nükleer Yakıtlar	→ Çok büyük miktarlarda enerji elde edilebilir. → Hava kirliliğine neden olmaz.	→ Radyoaktif atıklar ortaya çıkar. → Atıkları saklama problemi vardır. → Yenilenemez.
Güneş Enerjisi	→ Sürekli bir enerji kaynağıdır. → Çevre kirliliğine neden olmaz.	→ Kullanım alanı sınırlıdır. → Gece ve bulutlu havalarda kullanılamaz.
Su Enerjisi	→ Yenilenebilir. → Çevre kirliliğine neden olmaz.	→ Barajların doğal dengeye zararı vardır. → Irmakların olduğu yerlerde kurulabilir. → Maaliyati yüksektir.
Rüzgar Enerjisi	→ Yenilenebilir. → Çevre kirliliğine neden olmaz. → Kurulumu ucuzdur.	→ Rüzgarlı bölgelere kurulabilir. → Bazı araştırmalara göre doğal hava akımı dengesini bozduğu söylenmektedir.
Jeotermal Enerji	→ Çok miktarda enerji elde edilebilir. → Elde edilmesi ucuzdur. → Üretimi için küçük araziler yeterlidir.	→ Jeotermal kaynakların olduğu yerlerde kullanılabilir. → Oluşan atık sular toprağa zarar verir.
Bioenerji Kaynakları	→ Yenilenebilir. → Elde edilmesi ucuzdur.	→ Hava kirliliğine neden olur. → Üretim için geniş araziye ihtiyaç vardır.

Enerji Ünitesi (9. Sınıf) Konu Anlatım Serisi

1. İş – Güç – Enerji
2. Enerjinin Konumu – Enerji Dönüşümü – Verim