Site Rengi

BilgiliUsta.com | Aradığınız Her Bilginin Adresi.

Enerji Cinsleri, Değişik Uygulamaları ve İşlevleri

  • 22 Nisan 2021
  • Enerji Cinsleri, Değişik Uygulamaları ve İşlevleri için yorumlar kapalı
  • 124 kez görüntülendi.

Enerji; kısaca rastgele bir fiziksel varlığın çevreye uygulanan güçlere karşı çalışma beceriyi olarak belirlenebilmektedir. Kelime olarak daha önceki Yunanca operation keskin energeia sözcüğünden türetilmiştir, başka bir deyişle etkinlik/operasyon demektir. Bu terim muhtemelen mevcut ve keşfedilen geçmiş kayıtlara göre, MÖ 4. asırda Aristoteles tarafından buluş edilmiştir. Evrenin işleyişini bütün olarak anlamak için, insanın muhtelif enerji cinsleriyle karşılaşması ve belirlemesi […]

Enerji; kısaca rastgele bir fiziksel varlığın çevreye uygulanan güçlere karşı çalışma beceriyi olarak belirlenebilmektedir. Kelime olarak daha önceki Yunanca operation keskin energeia sözcüğünden türetilmiştir, başka bir deyişle etkinlik/operasyon demektir. Bu terim muhtemelen mevcut ve keşfedilen geçmiş kayıtlara göre, MÖ 4. asırda Aristoteles tarafından buluş edilmiştir. Evrenin işleyişini bütün olarak anlamak için, insanın muhtelif enerji cinsleriyle karşılaşması ve belirlemesi gerekmektedir ve bu âlemde alana gelen her bir vaka, emin bir cinsin enerji mutasyonudur. Enerjinin savunumu kanunu iki şey oluşturur: univers kâinattaki toplam enerjinin toplamı değişmezdir ve enerji kendisini bu formlar içinde mutasyona uğrayabilecek muhtelif biçimlerde göstermektedir.
Hemen hemen her fiziksel ölçü, yalnızca değişik biçimlerde kendini gösterdiği için dolaylı olarak gözlemlenebilen ve ölçülebilen enerji hariç bütün olarak belirlenebilmektedir. Bu sebeple, iş ve enerji birbiri ile çok yakından ilişkilidir ve aynı üniteye sahiptir. Enerji skaler fiziksel bir ölçüdür, başka bir deyişle büyüklük belirtilerek tamamen belirlenebilmektedir. Ayrıca, enerji ile alakalı çalışmaların perspektifi makroskopikten, mikroskopik ve bütün tersine değiştiğinde formun da değişebileceği belirtilmelidir. Misalin, makroskopik görünümdeki sürtünme gibi mekanik enerji yalnızca mikroskopik ölçekte termal enerji olabilmektedir. Ünite, Beynelmilel Üniteler Sistemine SI göre joule’dur. Kendini ısı biçiminde gösterirse, kalori veya kilokalori üniteyi kullanılarak ölçülmektedir.

Değişik Enerji Biçimleri

Enerji Türleri, Farklı Uygulamaları ve İşlevleriEnerji, gözlemlenen özellikleri ile daha da karakterize edilebilmektedir. Tüm cinsler geniş bir biçimde potansiyel ve kinetik Enerji iki cinse ayrılmaktadır. Bir parçacığın bu iki enerjisinin toplamı, üzerinde sürtünme gücü olmadığında her zaman statik kalmaktadır. Esas olarak, dış güçlerden etkilenen bir bedenin potansiyel ve kinetik enerjilerinin toplamı olarak belirlenmektedir. Beden rastgele bir dış güçten etkilenmezse, o zaman mekanik enerji Me statik kalmaktadır, başka bir deyişle beden rastgele bir dış güçten izole edilmektedir. Bu tahminsel bir senaryodur ve hakikatte, sürtünme gibi güçler tüm vücutlara tesir etmektedir, ancak kıymetleri çok daha azdır. Böylece, bu enerji kolayca şu biçimde temsil edilebilmektedir: Me = Ep + K, burada Ep toplam potansiyel enerjidir ve K kinetik enerjidir.
Çok rakamda çağdaş makine, öbür formları termik santraller Bana ısı, elektrik jeneratörleri Me’den elektriğe, türbin Kinetik enerji Bana vb. gibi mekanik enerjiye dönüştürmektedir. Mekanik enerjinin savunumu ayrıca iki cismin esnek veya esnek olmayan bir çarpışma yaşayıp yaşamadığına bağlıdır. Daha Önceki tipte, orijinal biçim ve form geri kazanıldığında enerji korunurken, ikinci tipte, cisimlerin deformasyonu kalıcıdır ve ondan ısı gibi değişik bir enerji şekli ortaya çıkmaktadır. Bu gidişatta, enerji korunmayabilmektedir, ancak çarpışmanın kalitesine ve deformasyonun derecesine bağlı olarak çoğalabilmekte veya eksilebilmektedir. Rastgele bir fiziksel sistemde depolanan natürel ve hareketsiz varlık, bir ortamdaki konumu ve yapısı sebebiyle, uygulanan güçler ile potansiyel enerji olarak adlandırılmaktadır. Bir cismin kütle bedeli, ona karar vermede ehemmiyetli bir rol oynamaktadır, misalin, yaylı bir ok hayal edildiğinde ve bir ok onu fırlatmaya hazırdır. Ok fırlatma için hazır hale getirildiğinde ve gergin kiriş geri çekildiğinde, bu konumda, ipin içinde depolanan esnek potansiyel enerjisi bulunmaktadır. Bu konumda, dize oku başlatmak için işi reelleştirme potansiyeli vardır.
Yerçekimi potansiyel enerjisi, kimyevi potansiyel enerji, elektrik potansiyel enerjisi, manyetik potansiyel enerji ve nükleer potansiyel enerji gibi alakalı güç cinslerine bağlı olarak muhtelif potansiyel enerji cinsleri bulunmaktadır. Bir bedene güç uygulandığında, iş emin bir doğrultuda yapılmaktadır. Bu çalışma, olumsuz bir işaretle gösterilen o bedenin potansiyel enerjisini dikkate alarak temsil edilmektedir, zira enerji, işin sırasıyla güç güzergahına karşı veya güç istikametinde yapılmasına bağlı olarak çoğalabilmekte veya eksilebilmektedir. Bunun yöntemi W = Ep dir, burada W iş yapılır ve Ep bedende bulunan potansiyel enerjidir. Temel olarak hareketi sebebiyle bir parçacık veya beden tarafından ele geçirilmektedir. Öncelikle dönme kinetik enerjisine ve titreşim kinetik enerjisine parçalanmaktadır. Yukarıyadaki misalde, okçu kirişi özgür vazgeçtiğinde, depolanan esnek potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüştürüldüğünde ok başlatılmaktadır. Hareket halindeki kiriş kinetik enerjiye sahiptir, böylece, hareket halindeki rastgele bir parçacığın bu cins enerjisi vardır. Rotasyona girmeyen bir bedenin kinetik enerjisi yöntemle verilmektedir, bu yöntem K = M × V2 ÷ 2 —– eşitlik 3 cins. Burada, K toplam kinetik enerjidir, M bedenin kütlesidir ve V hareket ettiği sürattir. Dönen bir beden için kinetik enerjisi K = I × W2 ÷ 2 dir, burada, ben ve w, atalet momenti ve bedenin açısal süratidir.
Kinetik enerji ataletle beraber bir gözlemcinin referans çerçevesine göre değişmektedir. Misalin, bir araba hareketsiz olan bir gözlemciyi geçerse, her iki nesnenin sürati birbirine izafidir ve dolayısıyla araba pozitif bir kıymete sahip kinetik enerjiye sahiptir. Ancak, hem gözlemci hem de araba aynı süratte hareket ediyorsa, bu enerji sıfıra denktir. Mevzubahisi beden veya maddenin sıcaklığı ölçülerek araştırılabilmekte veya varsayım edilebilmektedir. Atomun ve moleküllerinin potansiyel enerjisiyle beraber bedenin titreşimsel, dönme ve öteleme hareketinden dolayı var olmaktadır. Bir nesnenin iç termodinamiğinin bir parçasıdır ve esas olarak atomik çarpışmalar sırasında oluşan kinetik enerji kaybından kaynaklanmaktadır. Bu enerji, nesnenin hem kinetik hem de potansiyel enerjilerinin bir kombinasyonudur atomların, moleküllerin ve öbür alt atomik partiküllerin ısı emme özelliği ile karakterize edilmektedir. Aynı elementin atomlarından oluşan bir gaz gidişatında, termal enerji o gazın tüm kinetik enerjisine eşdeğerdir. Termal enerji, mono-atomik bir gazı bir eşitlik biçiminde basitçe temsil edilmektedir, bu eşitlik K = M × V2 ÷ 2 —– eşitlik 3’deridir. Böylece, bir gazın N molekülleri varsa, termal enerjisi olarak temsil edilmektedir.
U = N × M × V2 ÷ 2 = N × kT ÷ 2 burada, k Boltzmann statiğidir ve T ölçülen sıcaklık veya bedenin sıcaklığıdır. Bu yöntemden, bu enerjinin, sistemin bir kısmından değişiğine aktarımı sırasında, ısının emilmesi veya dağılması operasyonlarıyla çalıştığı sarihtir. Bir elektrik akımı biçiminde verilen yükler arasında bulunan elektriksel potansiyel enerjiden türetilmektedir. Bir bataryanın terminallerini bir ampule bağlandığında, elektrik enerjisi iki terminal arasında elektrik akımı biçiminde akmaktadır. Bu operasyon, elektronların telden, terminaller arasında aktarılması sebebiyle asıllaşmaktadır ve bu enerji cinsi, belirtilen öbür esas enerjilerle beraber de mevcut olmaktadır. Bu enerji cinsleri alttaki gibidir:
Elektromanyetik enerji: isminden de anlaşılacağı gibi, frekans ve genlik bakımından değişen elektromanyetik dalgalar biçiminde bulunmaktadır. Hem elektrikli hem de manyetik bileşenler birbirine ve ayrıca enerji dağılma güzergahına diktir.
Elektrokimyasal enerji: Kimyasal tepkinlerin dayanağıyla elektrik imali elektrokimyasal enerjiyi kapsamaktadır. Donakaltıcı bir misal, değişik bileşenlerin bir karışımını kapsayan bir aygıtın içinde tetiklenen tepkinler sebebiyle elektrik üretilebilen yakıt hücresidir.
Elektrostatik enerji: En az kullanılan gruptur ve iki cisim sürtünme etkileşimi veya çarpışmaya maruz kaldığında bulunmaktadır ve bu da minik elektrik yükleri oluşmaktadır. Misalin, bir tarağı yünlü bir malzemeye sürtüldüğünde ve minik kağıt parçaları üzerinde yakalandığında her iki nesnenin de ovulmasıyla oluşan değişmez elektrik sebebiyle kağıtlar kaldırılmaktadırlar.
Bir cisim veya cisim kutup hareketi, başka bir deyişle bütün tersi özelliklere sahip iki kutbun varlığı ile karakterize edildiğinde, alakalı tüm süreçleri hakimiyet eden varlık manyetik enerji olarak adlandırılmaktadır. Uygulanan güç manyetik bir alan biçimindedir, bu alanın Kuzey ve Güney kutupları birbirine bütün olarak terstir. Popüler bir misal, dev bir mıknatıs gibi davranan seyyarenin Dünya’sıdır. Manyetik enerji, manyetik alan oluşturarak Kuzeyden Güney kutbuna uzanan manyetik hatlar biçiminde seyahat etmektedir. Elektrik ve manyetizma dalgalar biçiminde birleşik formda mevcut olabileceğinden, genellikle elektromanyetik enerji veya elektromanyetizma terimleri kullanılmaktadır. Bu tip bir gidişatta, alanın eforu manyetik dipol momenti, üretilen akımın eforu, mevcut manyetik malzeme ölçüyü, vb. gibi muhtelif etkenlere bağlıdır. Bu enerjinin kullanımını kapsayan yaygın bir misal, elektromıknatısınkidir. Bu makine günlük hayatta kullanılmaktadır ve temel olarak metalik bir malzemenin çevresine sarılmış bir telden oluşmaktadır. Telden bir elektrik akımı geçtiğinde, eforuna ve ilişkili manyetik güçlere bağlı olarak değişik emeller için kullanılabilen bir manyetik alan oluşmaktadır.
Enerji Türleri, Farklı Uygulamaları ve İşlevleriHem organik hem de inorganik bileşikler ve maddeleri kapsayan veya kapsayan tepkinleri hakimiyet eden aynı zamanda hayatla alakalı süreçleri hakimiyet eden esas fiziksel varlıktır. Kimyasal enerji, değişik kaynaklardan ısı, ışık, elektrik vb. öbür biçimlerde ortaya çıkmaktadır. Bir tepkinden sonra enerji eksildiğinde, daha sonra etraftaki etrafa veya etrafa aktarılmaktadır ve bu sebeple operasyona ekzotermik denmektedir. Eş biçimde, beden enerjiyi emerse, enerji bedeli çoğalmaktadır ve böylece endotermik bir süreç haline gelmektedir. İnsan bedenine efor veren itici efor, atomlar arası moleküler bağların yaradılışını ve bölünmesini kapsayan solunum harekâtı ile elde edilen kimyevi enerji tarafından sağlanmaktadır. Biyolojik dünya, enerji yaradılışı, moleküler yine tertip etmeler ile beraber bileşik yaradılışı ve imhayı ile elde edilmektedir. Misalin, fotosentez harekâtından glikoz yaradılışı, bir nebat hücresinde enerji imali için verimlidir. Bu cins enerji genellikle Rydberg statiği biçiminde temsil edilmektedir, yöntemi R = Me ?? × E4 ÷ 8e02H3C= 1,097 × 107 × m-1 dir. ‘Ben sıfır hareket halindeki kütledir, E yüktür, eo boşluk iletkenliğidir, H Planck statiğidir ve C ışık süratidir.
Havada bir etraf olarak üretilen kompresyonlar ve ender görülen işlevler neticesinde ses dinlenmektedir. Böylece, ses enerjisi hava moleküllerinin salınım hareketinden elde edilmektedir. Dalgalar bu besiyerinden geçerken üretilen titreşimler buna göre emilerek açıklanmaktadır. Bu titreşimler birbirine paraleldir ve dalga yayılımı ile aynı doğrultudadır. İnsanlar ve öbür canlılar, özel kulak bileşenlerinin dayanağıyla ses dalgalarını dinlemenin inanılmaz özelliğine sahiptir. Kulak ses enerjisini tuttuğunda, dalgalar artmaktadır ve duyma asaplarının dayanağıyla ilerlemektedir. Beyin daha sonra sinyalleri açıklamaktadır, böylece bize duyma hissi vermektedir, böyle bir civarda sıkıştırma ve seyrekleşme olası olmadığından ses vakumda, başka bir deyişle dış boşlukta ilerlememektedir. Ses enerjisi bir nesneden özgür vazgeçildiğinde, dalgalar her doğrultuya dağılmaktadır ve bedenin hem potansiyel hem de kinetik enerji yoğunluklarının bir kombinasyonudur. Misalin, bir araba bir gözlemciyi geçerse, bireyin tecrübelediği ilk enerji cinsi ses dalgalarından oluşmaktadır, eforları dalga frekansı ve genliği, gözlemci ve vasıta arasındaki mesafe, toplam etrafın alanı, vb. gibi muhtelif parametrelere bağlıdır.
Uzayda elektromanyetik dalgalar tarafından dağılmaktadır misalin, Güneş’deri alınan ışık radyan enerjinin bir misalidir. Elektromanyetik ışınım spektrumu radyo dalgalarından yüksek frekanslı gama ışınlarına kadar büyüktür. Bu kaynaktan elde edilen enerji, dalgaların frekansı ile doğru orantılıdır. İnsanlar yalnızca elektromanyetik ışınımın görünür ışık spektrumunu tespit edebilmektedir ve öbür tüm dalga boyları görünmezdir. Gezegenimiz tarafından alınan ışık enerjisinin çoğunluğu Güneş ışınları biçimindedir. Işık enerjisi veya eforu temel olarak radyan akısı ismi verilen bir ünite tarafından ölçülmektedir. Işık dalgalarının boşluk dahil rastgele bir etraftan dağılmasını açıklamaya çalışan muhtelif kuramlar bulunmaktadır. En şanlısı, kuantum kuramıdır, ışığın kuanta ismi verilen minik parçacıklar kutuları biçiminde seyahat ettiğini ve her kuantumun çift karakter gösterdiğini, başka bir deyişle bir parçacık kadar dalga gibi davranabileceğini ifade etmektedir. Işık enerjisine genellikle ısı, ses, kimyevi ve manyetik gibi öbür cinsler eşlik etmektedir. Bu enerjinin ikincil bir form olduğu ve yalnızca birkaç operasyondan dolayı başka bir cins mutasyon geçirdiğinde var olduğu söylenebilmektedir. Bunlar kimyevi tepkinleri, nükleer fisyon ve füzyon süreçlerini, emilim, yansıma, kırılma vb.
Ehemmiyetli kütle bedellerine sahip iki cisim arasında var olan çekim gücüne yerçekimi gücü denmektedir ve bu fenomen yerçekimi enerjisi olarak adlandırılan varlık tarafından hakimiyet edilmektedir. Newton‘un yerçekimi kanununa göre, kütleleri olan her iki cisim, her ikisini de sürükleme meylinde olacak biçimde birbirlerine bir güç uygulayacaktır. Bu güç, kütlelerinin çarpımı ile doğru orantılıdır ve aralarındaki mesafe karesiyle ters orantılıdır. Bu güç G = g × M1 × M2 ÷ R2 olarak temsil edilmektedir. Burada, G yerçekimi çekimidir, g yerçekimi statiği, R iki nesne arasındaki mesafedir ve M1 ve M2 her iki cismin kütlesidir. Yerçekimi enerjisi, Evrendeki en cılız enerjidir, ancak bunun neden olduğu güç, kara delikler gibi bazı gök cisimlerinde çok eforlu olabilmektedir, burada yerçekimi güçleri, ışığın dahi ondan kaçamayacağı kadar eforlu olacağı kuramdır. Gezegende, bu enerji bizi tutarlı ve balanslı yakalamaya dayanakçı olmaktadır. Beden kütle açısından ne kadar ağır olursa, eforu da o kadar yüksek olmaktadır. Bu sebeple, Güneş güneş sisteminin maksimum kütlesine katkıda bulunduğu için, yüksek yerçekimi çevresindeki her seyyarenin devrimini olası kılmaktadır.
Bir cins potansiyel enerjidir, temel olarak nükleer fisyon ve nükleer füzyonu kapsayan süreçlerden elde edilmektedir. Birincisinde, radyoaktif element atomu dağılınmakta veya ayrılmaktadır, ayrıca kızı elementlere yol açmaktadır ve muazzam ölçüde enerji salmaktadır, bu ilke, nükleer reaktör ve öbür alakalı teknolojik uygulamalar için kullanılmaktadır. İkinci tipte, bir elementin iki atomu birbirleriyle ve sigortalarla birleşmektedir. Bu süreç aynı zamanda yüksek ölçüde enerjinin sarihe çıkmasına yol açmaktadır ve bu sürecin asıllaştığı söylenen en ehemmiyetli misal Güneş’tir; bu yıldızda çekirdek kısımlarında nükleer füzyonun asıllaştığı kuramdır. Nükleer enerjinin çağdaş dünyada muhtelif uygulamaları bulunmaktadır, onlarca seneden beri bu enerji elektrik ve ısı kaynakları üretmek için kullanılmaktadır. Tüm gemiler ve denizaltılar nükleer bir kaynak esasında çalıştırılabilmektedir ve ayrıca bazı ülkeler de bu enerji formunu nükleer silah yapmak için kullanmaktadırlar. Elektrik imali bir nükleer reaktör ve radyoaktif malzeme desteği ile yapılmaktadır. Atom çekirdeği elektronlarla bombardımana yakalanmaktadır, bu da onların parçalamalarına ve kızı elementler oluşturmasına neden olmaktadır. Bununla beraber sarihe çıkan enerji, elektrik enerjisi üreten efor jeneratörleri için de kullanılmaktadır.
Enerji Türleri, Farklı Uygulamaları ve İşlevleriBir lastik bandı gerildiğinde ve özgür vazgeçildiğinde, atomlar arası güçler onu orijinal vaziyetine geri döndürmektedir. Depolanan esnek potansiyel enerji, esnek bandı orijinal konumuna getiren tersinir hareketi oluşturmak için kinetik enerjiye dönüştürülmektedir. Böylece, esnek enerji az ya da çok bir cisme gerilim ve sıkıştırma güçleri uygulamaktadır ve yapılan iş bu güçlerin büyüklüğüne bağlıdır. Misalin, bir yay uzatıldığında, depolanan potansiyel enerji, malzemenin gerilmesini olası kılmaktadır ve genişleme güçleri çıkarıldığında, orijinal konumuna geri dönmektedir. Başka bir misal, bu yazıda daha evvel anlatılan misal yay ve ok açıklamasıdır. Bu gidişatta, yay ipi emin bir noktaya kadar gerilerek ok özgür vazgeçildikten sonra, gerilmesi sırasında mevcut olan esnek enerji sebebiyle orijinal konumuna geri dönmektedir. Emin bir noktadan sonra, elastiklik plastisiteye dönüştürülebilmektedir, burada nesne kalıcı olarak deforme olmaktadır. Bu, her malzemenin kendi elastiklik hududuna sahip olması ve bu hududun ötesinde esnek güçlerin çalışmayı durdurması sebebiyle olmaktadır. Bu Young modül deneyi ile basitçe gözlemlenebilmektedir.
Bir nesnenin yüzeyinde gerilim güçlerinin varlığı sebebiyle mevcut olan enerji olarak belirlenmektedir. Bu cins güçler tipik olarak uysal su, yapışık akışkanlar, gerilmiş kauçuk malzeme vb. üzerinde bulunmaktadır. İki malzeme birbiriyle temas ettiğinde çoğunlukla akışkanlar ve rastgele bir karışım oluşturmadığında, bunun tarafından idarenen yüzey gerilimleri oluşmaktadır. Misalin, nebat dokularındaki kılcal hareket, su üzerindeki yaradılış kabarcıkları ve sabun filmleri, yağ ve su arasındaki karışmazlık, vb. enerji cinsi yüzey enerjisinin tüm misalleridir. Bu tip, emin bir dış güçler hududu altında bulunmaktadır ve bu güçler emin bir hududun üzerine çıktığında, enerji özgür vazgeçilmektedir. Yüzey gerilimi güçleri dW =  × dSa olarak temsil edilmektedir, burada dW yapılan iştir ve bedenin toplam yüzey enerjisini temsil etmektedir,  yüzey gerilimidir ve Sa bedenin yüzey alanıdır. Katı nesnelerde, yüzey enerjisi genellikle esnek enerji ile beraber bulunmaktadır ve bir katı gerildiğinde bu enerji çoğunlukla ısı biçiminde ölçülmektedir. Deforme olmuş gövdenin hacmi, orijinal nesneye mukayeseyle alt yukarıya aynı kalmaktadır ve bu cins enerjiyi tanımlamak için temas açıları da ölçülmektedir.
Yukarıyada açıklanan kısımlarda görüldüğü gibi, enerji ismi verilen fiziksel varlık rakamsız form, çeşitte çalışabilir ve muhtelif tiplerle kombinasyon halinde de var olabilmektedir. Bu varlık, Newton’un 3. hareket kanunu olarak da öğrenilen tek bir doktrin tarafından idarenmektedir. Enerjinin ne yaratılacağını ne de yok edilebileceğini ve yalnızca bir formdan değişiğine değiştirilebileceğini belirtmektedir. Bu yasa, en azından insanlık tarafından keşfedilene kadar tüm Evren için geçerlidir.

ZİYARETÇİ YORUMLARI

Henüz yorum yapılmamış. İlk yorumu aşağıdaki form aracılığıyla siz yapabilirsiniz.

BİR YORUM YAZ