Enerjide Temel Kavramlar

Enerji birçok bilimsel kaynakta “iş yapabilme yeteneği” olarak tanımlanmaktadır.

İş yapabilme yeteneği ifadesi, Newton Mekaniğinde yer almakla birlikte enerji, bir cismin veya sistemin, konumu veya durumu nedeniyle iş yapabilme yeteneği olarak açıklanmaktadır.

Teknik bir terim olan enerji kelimesi ilk kez Thomas Young tarafından 1807 yılında kullanılmıştır.

Enerji kelimesinin kökeni Yunanca ένεργεισ (energia) kelimesine dayanmakta
olup tesir veya etkin kuvvet anlamında kullanılmaktaydı.

Termodinamiğin I. yasasına göre toplam enerji: mekanik, termodinamik,
elektromanyetik ve nükleer enerjinin toplamına eşittir.

Kinetik enerji, nesnenin hareketiyle ilgilidir. Nesne ne kadar hızlı giderse kinetik enerjisi de o kadar büyük olur. Eğer cisim hareketsizse kinetik enerjisi de sıfırdır. Bir nesnenin kinetik enerjisi onun kütlesi, m ve hızına, v bağlıdır.

Mekanik enerji, bir cismin kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamına eşittir.

Elektromanyetik enerjinin miktarı genellikle foton ile ifade edilir.

Elektromanyetik radyasyon, ışık hızında hareket eden elektrik ve manyetik alanın periyodik olarak değişmesiyle ortaya çıkan radyasyondur.

Nükleer enerji, atom çekirdeğinin daha küçük parçacıklara ayrıldığı fisyon tepkimesi veya iki hafif atom çekirdeğinin bir araya gelerek daha ağır bir çekirdek oluşturduğu füzyon tepkimesi sonucu açığa çıkar.

Enerjinin Korunumu Kanununu kelimelerle ifade etmek gerekirse Termodinamiğin Birinci Kanununa göre enerji yoktan var, vardan da yok edilemez; sadece aktarılabilir veya bir biçimden başka bir biçime dönüştürülebilir.

Termodinamiğin birinci kanununun daha modern olan açıklamasına göre enerji kinetik, mekanik, potansiyel, kimyasal, elektrik, iç, nükleer, ısı ve iş olarak bulunabiliyor. Bunların her birisi bir başka biçime dönüştürülebilmekte ve toplam enerji sabit kalmaktadır.

Rüzgâr enerjisi de elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Rüzgâr enerjisi aslında hava
moleküllerinin hareketi sebebiyle sahip olduğu kinetik enerjinin bir sonucudur. Hava moleküllerinin hareketi de güneş enerjisi sonucu oluşur. Bu enerji rüzgâr türbinlerinin kanatlarını döndürür ve bu dönüş hareketi evlerde ve endüstride kullandığımız elektrik enerjisinin üretilmesinde kullanılır.

Mekanik olarak işleyen bir sürece giren enerjinin çevreye verilen kısmına atık ısı denir.

Enerji kaynaklarını birincil ve ikincil enerji kaynakları olmak üzere iki alt başlık altında değerlendirmek gerekir. Birincil enerji kaynakları, doğadan alındığı gibi kullanılabilen kaynaklardır. İkincil enerji kaynakları ise birincil enerji kaynaklarının işlenerek elektrik enerjisi veya yakıt hâline dönüştürülmesiyle elde edilirler.

Doğadan doğrudan elde edilebilen enerji kaynakları olan birincil enerji kaynaklarını da üç farklı başlık altında toplayabiliriz. Bunlar:
• Yenilenemeyen enerji kaynakları: kömür, ham petrol, doğal gaz ve nükleer yakıt.
• Yenilenebilir enerji kaynakları: Su gücü, biyokütle, güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi,
jeotermal enerji ve dalga enerjisi.
• Atıklar

Petrol ile kuvvetli ilişkisi olan bir hidrokarbon enerji kaynağı da doğal gazdır.

İlk kez Enrico Fermi, 1937 yılında İtalya’da, uranyum atomunu parçalamıştır.

Termodinamiğin ikinci kanunu bir enerji dönüşümü sisteminin ne kadar verimli olacağının sınırlarını belirler.

Enerjinin geri kazanımı ile bir sistemin toplam atık enerjisini azaltarak sistem içerisindeki bir sürecin işletilebilmesi için gerekli olan enerji girdilerinin azaltılması amaçlanmaktadır.