Enerjinin Korunumu ve Enerji Dönüşümü

İnsan her ne kadar inanılmaz buluşlar yapmış, imkânsız görünen şeyleri elde etmiş olsa da evrende var olan enerjiyi yok edemez, yoktan da enerji meydana getiremez. Bu enerjinin korunumu yasası olarak bilinir. Enerji elde etmek için başka enerjileri dönüştürmek gerekir, doğal süreçlerde ve yapay sistemlerde bunun çokça örneği görülebilir.

Güneş’te meydana gelen nükleer reaksiyonlarda oluşan elektromanyetik enerji tüm uzaya yayıldığı gibi Dünya’ya da ulaşır. Ulaşan bu enerji bitkilerin fotosentez yapımında kullanılarak biyokütle enerjisine dönüşür. Besin zinciri içerisinde diğer canlıların hücrelerinde ısı, hareket vb. diğer yaşamsal reaksiyonların oluşumu için gereken enerjiye dönüşür.

Enerji Döngüsü ve Korunumu

Otomobillerde, yakıtın motor içerisindeki yanma reaksiyonu sonucu oluşan kimyasal enerji öncelikle hareket ve ısı enerjisine dönüşür. Hareket enerjisi de başka düzenekler yardımıyla elektrik, ses vb. enerjilere dönüşür.

Bir sistemin herhangi bir andaki enerjisinin büyüklüğü toplamda ne kadar ise, ilerleyen anlarda da toplam enerjisi değişmeyeceğinden, enerji dönüşüm denklemleri yazılarak ilgili enerjiler hesaplanabilir.

Basit bir enerji dönüşümü örneği olarak barajda üretilen elektrik enerjisinin saç kurutma makinesine kadar olan yolculuğu verilebilir. Nehrin önüne yapılan baraj seti ile suyun yükseltilmesi yer çekimi potansiyel enerjisinin artması sağlanır. Yüksekten akıtılan suyun kinetik enerjisiyle elektrik türbini döndürülür ve elektrik enerjisi üretilir. Elektrik enerjisi iletken hatlarla evlere dağıtılır, duvardaki prize takılan fiş ile saç kurutma makinesine alınan elektrik enerjisi kızdırıcı direnç tellerinde ısı enerjisi ve pervanede hareket enerjisine dönüşür.

(Yer çekimi potansiyel enerjisi → Kinetik enerji → Elektrik enerjisi → Isı+Kinetik enerji)

Canlılar ve Enerji

Canlılığın sürmesi solunum olayı ile mümkündür, uzun süre solunum yapmayan bir canlı, canlı olmaktan çıkacaktır. Solunum olayı da hücre içinde gerçekleşen enerji üretme reaksiyonudur. Besinlerin molekül yapısındaki kimyasal bağ enerjisi hücre içi reaksiyonlarla ısı, hareket gibi diğer ihtiyaç duyulan enerjilere dönüştürülür.

Bir canlı hiç hareket etmese bile hücre faaliyetlerini sürdürmek, dokuların kasılıp gevşemesini sağlamak ya da vücut sıcaklığını belli bir düzeyde tutmak için enerjiye ihtiyaç duyar. Mutlak dinlenme anında uyanık olarak harcanan enerji anlamına gelen “bazal metabolizma” bunu ifade etmektedir. Efor gerektiren durumlarda hareket enerjisini karşılamak için tüketilmesi gereken besin miktarı da artar. Besinlerden alınan enerji miktarını belirtirken kullanılan birim kaloridir. Yaşlara ve cinsiyete göre günlük ortalama enerji ihtiyacı değişiklik gösterir.

Yaş, cinsiyet, aktivite vb. faktörler günlük gereken enerji miktarını belirlemede etkilidirler. Aşağıdaki tabloda bazı besinlerin enerji değerleri ile bu besin enerjilerinin verilen aktivite seçeneklerinde ne kadarlık bir sürede tüketilebileceği belirtilmiştir. Besinlerin kalori değerini bilerek dengeli bir beslenme programı oluşturulabilir ve fiziksel aktiviteler planlanabilir.