| UNİTE 2 ENERJİ |
| UNİTE 2 – KONULARI | Enerji |
İş Nedir ?
Günlük yaşantımızda iş kelimesini çok farklı anlamlarda kullanırız. Örneğin inşaatta çalışan bir işçi iş yapıp yorulduğunu söylerken, masa başında ders çalışan bir kişide iş yapıp yorulduğunu söyler. Genel manada emek harcadığımız ,yorulduğumuz eylemleri tanımlarken ‘iş’ kavramını kullanırız. Günlük hayatımızda kullandığımız iş kavramı ile fiziksel anlamda tanımlanan iş kavramı zaman zaman uyuşmayabilir. Bugün çok iş yaptım dediğimizde fiziksel anlamda hiç iş yapmamış ta olabiliriz.
Bilim insanları için farklı bir tanım yaparlar.
İş= Cisim kendisine uygulanan kuvvet doğrultusunda yerdeğiştirirse fiziksel anlamda iş yapılır.
Fiziksel anlamda iş yapılabilmesi için
1. Bir cisme bir kuvvetin uygulanması gerekir yani en az bir kuvvet olmalıdır.
2. Uygulanan kuvvetin cisme etki eden sürtünme kuvvetini yenerek yol
aldırması gerekir.
3. Kuvvetle yolun aynı doğrultuda ya da kuvvetin yol doğrultusunda bileşeninin olması gerekir.
Bu şartlardan biri veya birkaçı eksik olursa iş yapılmış sayılmaz.
İş Nasıl Hesaplanır?
Cisme uygulanan kuvvet ,şekildeki gibi cismin yerini değiştirmiş olsun
Yapılan iş = W,
Kuvvet = F,
Kuvvetin yatayla yaptığı açı=α, şekilde yatayla yapılan açı ”0”
Yer değiştirme = Δx simgeleriyle gösterilir ise,
Yapılan işin değeri; kuvvet ile yer değiştirmenin çarpımına eşittir.
İş = Kuvvet x Yer değiştirme
W = F . Δx.cosα
İş Birimi Nedir?
İş ve Moment birimi arasındaki fark nedir?
İş birimi ve tork birimlerinin ikisi de ( Newton x Metre)olmasına rağmen birbirinden farklıdırlar, bunun sebebi moment alınırken vektörel çarpım yapılması, iş hesaplanırken skaler çarpım yapılmasıdır. Yani moment vektörel bir büyüklüktür, iş skaler bir büyüklüktür.
Dünya Üzerindeki Enerji Kaynakları
Dünyanın yıllık enerji ihtiyacı nüfus artışına paralel olarak hızla artmaktadır. Enerji üretimi ve enerji tüketimi toplumların gelişmişlik düzeyinin ve yaşam kalitesinin en önemli göstergesidir, ülkelerin milli güvenliği ve geleceği açısından büyük bir güç olarak değerlendirilmektedir.
Dünya üzerindeki enerji kaynaklarını;
a. Yenilenemez (klasik) enerji kaynakları
b. Yenilenebilir (alternatif ) kaynaklar olmak üzere ikiye ayırabiliriz.
Yenilenebilir Enerji Kaynakları
Güneş, rüzgar ve su gibi kendileri tükenmeden diğer enerji kaynaklarının üretilmesi için kullanılan kaynaklara yenilenebilir enerji kaynakları denir.
Yenilenebilir Enerji Kaynakları Nelerdir
1-Güneş Enerjisi 5-Hidrojen Enerjisi
2-Rüzgar Enerjisi 6-Biyo-kütle Enerjisi
3-Hidroelektrik Enerji 7-Okyanus Enerjisi
4-Jeotermal Enerji
GÜNEŞ ENERJİSİ
Güneşin çekirdeğinde meydana gelen füzyon süreci ile açığa çıkan enerjinin bir kısmı dünyaya ulaşır. Dünyaya ulaşan güneş ışınları güneş kollektörleri tarafından toplanıp ısı ve elektriğe dönüştürülür. Güneş enerjisini toplayıp ısı ve elektriğe dönüştürebilen güneş kolektörleri güneş enerjisinin kullanımındaki aracı elemandır. Isıtmadan soğutmaya ve elektrik üretiminde kontrollü olarak kullanılabilmektedir.
Kullanım Alanları: Güneş enerjisi ile çalışan saat, hesap makinesi gibi elektronik eşyalar . Şehir ve köylerdeki evlerin çatılarında sıkça rastladığımız güneş kolektörleri ile su ısıtılarak, ya evin sıcak su ihtiyacı karşılanır ya da sıcak su, evin ısıtma tesisatına verilerek ısınma ihtiyacının giderilmesinde kullanılmaktadır.
Avantajları:Çevreye hiçbir zararı olmaması, sürekli ve yenilenebilir olması güneş enerjisini çok cazip kılmaktadır.
Dezavantajları: Güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde etmenin ekonomik olmayışı, kış aylarında kullanışlı olmayışı,elde edilen enerjinin depolanmasındaki güçlükler ve güneş enerjisini toplayacak panellerin geniş alanlara kurulması bu enerjinin kullanılmasının yaygınlaşması önündeki engellerdir.
RÜZGAR ENERJİSİ
Rüzgar enerjisinin ana kaynağı güneş enerjisidir. Güneş enerjisi karaları ve denizleri aynı oranda ısıtmaz bu nedenle oluşan basınç farkı rüzgarı meydana getirir. Rüzgarın yoğun olarak oluştuğu bölgelere kurulan rüzgar tribünleri ise rüzgarın kinetik enerjisini önce mekanik enerjiye, daha sonra elektrik enerjisine dönüştürür. Rüzgârdan elde edilecek enerji tamamen rüzgarın hızına ve esme süresine bağlıdır.
Kullanım Alanları:Elektrik üretimi, su depolama ,taşımacılık , soğutma , haberleşme amacıyla kullanılır.
Avantajları:Temiz ve tükenmez bir enerji kaynağıdır. Bölgesel olduğundan dünya pazarında büyük ölçüde bağımsızdır.
Dezavantajları: Gürültü ve görüntü kirliliği yaratması, yatırım maliyeti yüksek olması, kuşların ölümüne neden olması ve iletişim için kullanılan cihazların dalgalarını bozması dezavantajları arasındadır.
HİDROELEKTRİK ENERJİ
Hidroelektrik enerji santralleri kurularak suyun potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye ve bu enerjinin de elektriğe dönüştürülmesi ile sağlanan bir enerjidir. Hidroelektrik enerji santralleri yenilenebilir ve temiz bir enerji kaynağıdır. Yükseltinin fazla olduğu yerlerde daha kullanışlıdır çünkü suyun akış hızı daha fazladır.
Kullanım alanları: Bu santraller, enerji üretiminde, balıkçılığı geliştirmede,ulaşımı kolaylaştırmada, su taşkınlıklarını önlenmekte ve sulama amaçlı olarak kullanılmaktadır.
Avantajları: Kirlilik oluşturmaz, doğal bir kaynaktır ve dışa bağımsızdır
Dezavantajları: Bunların yanında yapımının uzun sürmesi, maliyetinin yüksek olması ve yağışlara bağımlı olması dezavantajlarıdır.
JEOTERMAL ENERJİ
Kelime olarak yer ısısı anlamına gelmektedir. Yağışlar sonucu oluşan yağmur ve kar suları yer kabuğu çatlaklarından mağma tabakasına ulaşır . Mağma tabakasında ısınan sular sıcak su kaynağı ve buhar şeklinde yeryüzüne ulaşır. Yeryüzüne ulaşan bu su ve buhar tribünler yardımıyla diğer enerji türlerine dönüştürülür. Yer kabuğu kırıklı bir yapıya sahip olduğu için termal tesisler Ege bölgesinde oldukça yaygındır
Kullanım alanları:Yeryüzüne çıkarılan bu enerji kurulan elektrik santralleriyle elektrik enerjisine dönüştürülür. Ayrıca merkezi ısıtma ve soğutma sistemlerinde, fizik tedavi ve turistik merkezlerde kullanıler.
Avantajları: Çevre dostu bir enerjidir. Oldukça ekonomik, kullanılan yerlerde yangın ve zehirlenme riski yaratmadığından güvenilirdir. Çok amaçlı ısınma için idealdir ve kullanıma hazır bir enerjidir.
Dezavantajları: Yeryüzüne çıktığı yerlerde zararlı gazlar salar ve kullanılan tesisatın çabuk çürümesine, kireçlenmesine ve paslanmasına neden olur.
HİDROJEN ENERJİSİ
Günümüzde kullanılmakta olan teknoloji ile üretim zorluğu nedeniyle kullanımı çok yaygın değildir. Ancak teknolojinin ilerlemesi ile birlikte temiz bir enerji kaynağı olarak dünyanın enerji ihtiyacını karşılamaya adaydır.
Kullanım alanları:Elektrik, ısı ve yakıt pili üretimi
Avantajları: Hidrojen Dünya’da ve evrende en çok bulunan basit bir elementtir. Evrenin temel enerji kaynağıdır, zararlı gaz çıkışı yaparak çevreyi kirletmez. Bilinen enerji kaynakları içinde verimi en yüksek enerji kaynağıdır.
Dezavantajları: Doğada bileşik halinde bulunmaktadır. Bu nedenle su gibi içinde hidrojen bulunan maddelerden başka bir enerji kaynağı kullanılarak elde edilmesi gerekmektedir. Bu da büyük yatırımlara ihtiyaç duyulmasına ve maliyetin artmasına neden olmaktadır.
BİYO-KÜTLE ENERJİSİ
Biyo-kütle enerjisi, organik maddelerden enerji kaynağı olarak yararlanılmasıdır.Bilinen bitki yakma ve hayvan atıklarından yararlanma yöntemleri geleneksel biyo-kütle olarak adlandırılır. Bu enerji kaynağı türü, geri kalmış toplumlarda en fazla yararlanılan enerji türüdür. Öte yandan, modern yöntemlerde bitkilerden biyodizel, biyoetanol elde etme gibi yeni uygulamalar ise, modern biyokütle olarak adlandırılmakta ve yenilenebilir enerji kaynağı türleri arasında yer almaktadır. Çevre kirliliği oluşturmaz, küçük çaplı üretilebilir ve depolanabilir. Ancak veriminin düşük olması, eko sistemi bozması, yeşil bitki örtüsünün azalması ile birlikte erozyona neden olması, suyun kalitesini düşürmesi kullanılırlığını azaltmaktadır.
OKYANUS ENERJİSİ
Okyanuslardan dalga enerjisi ve gel-git enerjisi olarak iki türlü enerji elde edilmektedir.
a. Dalga enerjisi: Okyanus ve denizler gibi büyük su kütlelerinde meydana gelen dalgaların enerjisinden yararlanılmaktadır. Yenilenebilir enerji formlarından bir tanesidir.
b. Gel-git enerjisi: Gel-git veya okyanus akıntısı nedeniyle yer değiştiren su kütlelerinin sahip olduğu kinetik ve/veya potansiyel enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesidir.
