Enerjinin Korunumu Nedir? Enerjinin Dönüşümü Nedir? Örnekler

Enerjinin Korunumu Yasası Nedir?

Enerji hiçbir zaman yoktan var olamaz ya da enerji vardan yok olmaz. ancak enerji başka bir enerji türüne dönüşebilir ve bu dönüşme sırasında sistemin toplam enerjisi korunur. Buna enerjinin korunumu yasası denir.

Enerji yoktan var olmadığına ve vardan yok olmayacağına göre değişen enerjiler nasıl açıklanır? Bunu enerjinin farklı enerji biçimlerine dönüşmesi ile açıklayabiliriz. Yani bir arabanın kinetik enerjisi azalıyorsa, kinetik enerjisi yok oluyor anlamına gelmez aksine farklı bir enerji türüne dönüştüğü anlaşılır. Yani bir enerji türünden başka bir enerji türüne dönüşür ve toplam enerji her zaman aynı kalır.

Bir otomobilin fren sistemini örnek verecek olursak, bu frenler kinetik enerjiyi ısı enerjisine çevirir. Hızla giden bir otomobilin karşısına herhangi bir şey çıktığında sürücü aniden frene basarsa, arabanın hızı azalacaktır ve duracaktır. Asfalt yolda ise lastik izleri oluşacaktır. Araba hızla giderken kinetik enerjiye sahipti. Frene sert bir şekilde basılması sonucunda fren mekanizması tekerlekleri kilitleyerek dönmesini engeller. Bu durumda tekerlekler ile yol arasındaki sürtünme kuvveti artar. Bu sürtünme kuvveti otomobilin kinetik enerjisini ısı enerjisine dönüştürür. Bu ısı enerjisi nedeniyle ise lastiğin dış yüzeyinde erime meydana gelir ve eriyen lastik asfalta yapışarak siyah bir iz bırakır.

Görüleceği üzere hareket halindeki arabanın kinetik enerjisi sıfır oldu ve kinetik enerjinin tamamı sürtünmenin etkisiyle ısı enerjisine dönüştü. Yani enerji kaybolmadı farklı bir enerji biçimine dönüşmüş oldu. İşte enerjinin korunumu yasası…

Enerjinin Dönüşümü Yasası Nedir?

Enerji yoktan var olmayacağını ve enerjinin vardan yok olmayacağını enerjinin korunumu yasası ile açıklandığını söyledik. Yoktan var olmayan ve vardan yok olmayan enerji başka bir enerji türüne dönüşebilir. Bu dönüşüm sırasında sistemin toplam
enerjisi korunur. Bir sistem içerisindeki enerjinin farklı bir enerji türüne dönüşerek sistemin enerjisinin korunmasına Enerjinin Dönüşümü Yasası adı verilir.

Günlük hayatta yapılan işin tamamı enerjiye dönüşmez. Bunu nedeni ise günlük hayatta sürtünmenin olmadığı bir ortam yada sistemin olmamasıdır. Bu yüzden bir cisim üzerinde yapılan işin tamamı işe dönüştürülemez.

Enerji Dönüşümü Örnekleri

Şimdi enerji dönüşümlerine bir kaç örnek verelim;

Bir topu elimizle tuttuğumuzda topun potansiyel enerjisi vardır. Topa kuvvet uygulayıp hızlıca yukarıya attığımız sırada topun kinetik enerjisi giderek potansiyel enerjiye dönüşür. Top maksimun yüksekliğe ulaştığında topun hızı bir an sıfır olur. Tam bu esnada topun kinetik enerjisi sıfır olur ve sadece potansiyel enerjisi olur. Top aşağı
doğru düşmeye başladığı anda da ise topun potansiyel enerjisi giderek kinetik enerjiye dönüşür. Topun hem yukarı çıkışı hemde aşağı inişi sırasında hava molekülleri ile
sürtünme nedeniyle hem top hem de hava molekülleri ısınır. Eğer topu hava tutmaz isek top yere çarpar ve ses çıkar. Yerden seken top tekrar yükselir ancak ilk çıktığı yüksekliğe ulaşamaz. Bunun nedeni ise enerjisinin bir bölümünün ısı enerjisine ve ses enerjisine dönüşmesidir. Top sekmeye devam eder ve en sonunda durur. Bunun nedeni ise topun en başta sahip olduğu kinetik enerjisi ve potansiyel enerjisinin diğer enerjilere dönüşmesidir.

Aşağıdaki resimde de görüleceği üzere sürtünmeli zeminde kayan bir kaykaycının hareketi süresince enerjisindeki değişim gösterilmiştir.

A noktasında hızı sıfır olan kaykaycının kinetik enerjisi de sıfırdır ve bu noktadaki toplam enerjisi sadece sahip olduğu potansiyel enerjisidir.

B noktasında ise hem kinetik hem potansiyel hemde ısı enerjisine sahiptir ve toplam enerjisi A noktasındaki toplam enerjisine eşittir.

C noktasında kaykaycı yol boyunca etki eden sürtünme kuvveti nedeniyle durmuştur. Dolayısı ile kinetik enerjisi ile potansiyel enerjisi sıfırdır ve toplam enerjisi ısı enerjisine dönüşmüştür.

Sonuç olarak kaykaycının başlangıçtaki toplam enerjisi potansiyel enerjisinden kaynaklanıyordu ve parkur boyunca potansiyel enerji, kinetik enerji ve ısı enerjisi dönüşmüştür. En sonunda ise toplam enerjisi ısı enerjisine dönüşmüştür.

Yukarıdaki örneklerden de görüleceği üzere bir enerji türü başka enerji türlerine dönüşebilir. Bu örnekleri çoğaltmak gerekirse, pillerdeki kimyasal enerji, barajlardaki suyun potansiyel enerjisi, rüzgâr enerjisi ya da güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüşmesi söylenebilir. Elektrikli cihazlarda elektrik enerjisi ısı enerjisine, ışık enerjisine ve ses enerjisine dönüştürülmektedir.

Hidroelektrik santralleri yerçekimi potansiyel enerjisini elektrik enerjisine, elektrik üreteci kinetik enerjiyi elektrik enerjisine, yakıt hücreleri kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine, piller kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine, ateş kimyasal enerjiyi ısı ve ışık enerjisine, lambalar elektrik enerjisini ısı ve ışık enerjisine, mikrofonlar ses enerjisini elektrik enerjisine, klima gibi ısıtıcılar elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüşür. Bu örnekleri çoğaltmak mümkündür.

Enerjinin Korunumu ve Dönüşümü İle İlgili Sorular

Bu konuda öğrendiklerimizi sorularla pekiştirelim. Aşağıdaki sorulara cevap verebiliyorsanız, konuyu anlamışsınız demektir.

1. Enerjinin korunumu yasası nedir?
2. Enerjinin dönüşümü yasası nedir?
3. Bir enerji hangi enerji türlerine dönüşebilir?
4. Günlük hayattaki enerji dönüşümlerine örnekler veriniz?
5. Bir otomobilin sürücüsü aniden frene bastığında neden asfaltta lastik izleri oluşur?
6. Havaya atılan top yere çarparak zıplar ve bir süre sonra durur, neden?
7. Yapılan işin tamamı enerjiye dönüşür mü?