Enerji nedir?

Enerji, fiziksel sistemlerin durumunu ve değişimlerini tanımlayan temel bir büyüklüktür. Hareket, konum, sıcaklık, kimyasal yapı ve ışınımla ilişkili farklı biçimlerde ele alınır. SI birimi jouledür. Enerji görünmez bir sıvı gibi düşünülmemeli; ölçülebilen değişimler arasındaki nicel ilişkiyi kuran bir kavram olarak anlaşılmalıdır.

Enerji biçimleri ve dönüşümler

1. Kinetik ve potansiyel enerji Hareketli cisimlerin kinetik enerjisi vardır. Klasik yaklaşımda bu enerji kütleye ve süratin karesine bağlıdır. Potansiyel enerji ise etkileşen parçaların düzeniyle ilişkilidir. Yükseğe kaldırılan bir cisim için Dünya-cisim sisteminin kütleçekim potansiyel enerjisi değişir. Seçilen sıfır düzeyi, enerji farkları tutarlı kaldıkça serbestçe belirlenebilir. 2. İç enerji ve kimyasal enerji Maddenin parçacıklarının hareketleri ve etkileşimleri iç enerjiye katkı yapar. Kimyasal tepkimelerde başlangıç ve sonuç düzenlerinin enerjileri farklıdır. Bir bağın kırılması enerji ister; tepkimenin toplamında enerji açığa çıkması, oluşan yeni bağlar ve diğer değişimlerle birlikte değerlendirilir. 3. İş ve ısı Kuvvetin yer değiştirme boyunca etkisi iş yoluyla enerji aktarabilir. Sıcaklık farkından kaynaklanan aktarım ısıdır. İş ve ısı bir cismin içinde ayrı maddeler gibi depolanmaz; enerji aktarım yollarını belirtir.

Korunum, güç ve verim

4. Enerji korunumu Yalıtılmış bir sistemin toplam enerjisi korunur. Bir topun mekanik enerjisinin azalması enerjinin yok olduğu anlamına gelmez; çevrede iç enerji ve ses gibi başka biçimlere aktarılabilir. Hangi parçaların sistem sınırına dahil edildiği açık olmalıdır. 5. Güç enerjiyle aynı değildir Güç, enerji aktarımının zaman başına miktarıdır ve wattla ölçülür. Aynı işi daha kısa sürede yapan düzenek daha yüksek ortalama güç kullanır. Kilowattsaat bir güç değil, enerji birimidir; elektrik faturasında kullanılan miktarı ifade eder. 6. Verim ve kullanılabilirlik Verim, amaçlanan yararlı çıktının enerji girdisine oranıyla incelenebilir. Enerji korunmasına rağmen tamamı istenen işe dönüştürülemeyebilir. Yalıtım, düşük sürtünme ve uygun tasarım kayıpları azaltır; kayıp sözcüğü burada enerjinin yok olması değil, istenmeyen biçimlere dağılmasıdır.