Fizik I · 8. Ünite: Enerjinin Korunumu

Enerjinin Korunumu Yasası

Enerji yoktan var edilemez, vardan yok edilemez; yalnızca bir biçimden diğerine dönüşür ya da bir sistemden diğerine aktarılır. Mekanik enerjinin korunumu bu genel yasanın sürtünmesiz özel hâlidir; sürtünme, çarpışma ve hava direnci gibi korunumsuz süreçlerde "kaybolan" mekanik enerji iç enerjiye (ısıya) dönüşür ve toplam enerji yine korunur. Bu konunun sonunda sistemi doğru tanımlayıp enerji muhasebesini kurabilecek, $\Delta E_{\text{sistem}} = \sum \text{aktarımlar}$ denklemini farklı sistem seçimleriyle çözebilecek ve ısıya dönüşen enerjiyi hesaplayabileceksiniz.

Öğrenme hedefleri

Konu anlatımı

  1. Bağlam: Kaybolan Enerji Nereye Gidiyor?

  2. Sistem, Sınır ve Enerji Aktarımları

  3. Çözümlü Örnekler

  4. Simülasyonla Sayısal Muhasebe

  5. Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları

  6. Özet ve Bağlantılar

Anahtar terimler

Enerjinin korunumu yasası
İzole bir sistemin toplam enerjisinin sabit kaldığını, enerjinin yalnızca biçim değiştirdiğini söyleyen yasa.
İzole sistem (isolated system)
Sınırından enerji ya da madde geçişi olmayan sistem.
İç enerji (internal energy)
Atom ve moleküllerin düzensiz kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamı; sürtünmede artar.
Enerji aktarımı
Sistem sınırından iş, ısı, ışıma, ses ya da madde akışıyla geçen enerji.
Isı (heat, $Q$)
Sıcaklık farkı nedeniyle aktarılan enerji; sistemde depolanan bir enerji türü değildir.
Sürtünmeyle üretilen iç enerji
Kinetik sürtünme için $\Delta E_{\text{iç}}=f_k\,d$ (yol uzunluğu $d$).
Verim (efficiency)
Yararlı çıkış enerjisinin (ya da gücün) giriş enerjisine (gücüne) oranı.
Sistem sınırı
Sistemi çevreden ayıran, enerji aktarımlarının hesaplandığı hayalî yüzey.

Örnek soru

Aşağıdakilerden hangisi enerjinin korunumu yasasını doğru ifade eder?

  1. Sürtünmeli sistemlerde enerji yok olur, yalnızca sürtünmesiz sistemlerde korunur.
  2. Mekanik enerji her koşulda sabit kalır.
  3. Kinetik enerji her zaman potansiyel enerjiye eşit olarak dönüşür.
  4. Isı enerjisi iş yapılmadan kendiliğinden artabilir.
  5. İzole bir sistemin toplam enerjisi sabittir; mekanik enerji azalırsa başka bir biçimdeki enerji aynı miktarda artar.

Doğru cevap: E

Çözüm

1. Yasa: izole sistemde $\Delta E_{\text{toplam}}=0$.
2. Sürtünmede mekanik enerji iç enerjiye (ısıya) çevrilir; toplam değişmez.
3. Yalnızca mekanik enerjinin korunumu koşula bağlıdır; toplam enerjinin korunumu her zaman geçerlidir.

Fizik I: tüm konular