Enerji Korunur mu? Korunmaz mı?

Enerji Korunur mu? Korunmaz mı?

Enerjiden bahsetmeden önce sizlere ele alacağımız ve fizikte sıkça kullandığımız sistemlerden bahsetmek istiyorum. Fizikte "sistem," genellikle birbirleriyle etkileşim içinde olan parçalardan oluşan bir yapı veya organizasyonu ifade eder. Bu parçalar, belli bir fiziksel olayı veya fenomeni anlamak veya açıklamak için bir araya gelmiştir. Fizikte, sistemlerin incelenmesi ve analizi, karmaşık olayları anlaşılır hale getirmek için önemlidir. Sistem belli sınırlar içerisinde çevre ile etkileşim sürecini inceler. Enerjinin kendisinden bahsederken iki çeşit sistemden bahsedeceğiz.

1. Yalıtılmış Sistem

Yalıtılmış sistem, dış çevreyle herhangi bir madde veya enerji alışverişi yapmayan ve izole edilmiş bir sistemdir. Bu tür bir sistemde, çevresiyle herhangi bir enerji veya madde akışı olmadığından, sistemdeki enerji ve madde korunumu sağlanır. Kısacası enerji değeri o sistem içerisinde her zaman sabittir.

Örneğin; yere düşen bir cisim, yere düşmeden önce yüksek bir yerden potansiyel enerjiye sahiptir. Cisim düşerken potansiyel enerjisi giderek azalırken, kinetik enerjisi artar. Yere çarptığında potansiyel enerjisi tamamen kinetik enerjiye dönüşür. Tabii burada hava direncini ihmal ettik çünkü hava direncinden dolayı kinetik enerjinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşecekti. Ancak çok küçük bir değer olduğunu ve o yüzden ihmal ettiğimizi düşünebiliriz.

Diğer bir örnek; sarkan bir sallantının hareketi: Sarkan bir sallantı, enerjinin sürekli bir şekilde kinetik enerji ve potansiyel enerji arasında dönüşüm yaşadığı bir sistemdir. Sallantı hareketine başlamak için yapılan iş, potansiyel enerji olarak depolanır ve sallantı hareket halindeyken kinetik enerjiye dönüşür ve tersi şekilde devam eder.

 Bu örnekler, enerjinin korunumunun yaygın olarak gözlemlendiği birkaç alandır. Enerjinin sürekli olarak dönüşüm geçirdiği ve hiçbir şekilde kaybolmadığı bilinir ve bu prensip, doğadaki birçok olayın temelinde yatar.

Kısacası bahsetmek istediğim konu, yalıtılmış sistemlerde enerji korunur.

2. Yalıtılmamış Sistem

"Yalıtılmamış sistem," dış çevresiyle enerji veya madde alışverişi yapabilen ve çevreden etkileşimler alabilen bir sistemdir. Bu tür sistemler, dışarıdan etkilerle etkileşim halinde olabilir ve çevreleriyle madde ve enerji alışverişine izin verirler. Birçok sistem yalıtılmamıştır çünkü tamamen izole edilmiş bir sistem oluşturmak ve dış etkileri tamamen engellemek genellikle mümkün değildir. Yalıtılmamış sistemler, enerji alışverişi yapabilen ve dış çevresiyle etkileşim içinde olan sistemlerdir. Bu tür sistemler, enerji alabilir ve dışarıya enerji verebilirler.

Enerji alışverişi, sistemdeki enerjinin sürekli olarak dönüşümüne yol açar. Bir yalıtılmamış sistemde, enerji dışarıdan alındığında, sistemdeki toplam enerji artar ve enerji dışarıya verildiğinde toplam enerji azalır. Ancak enerji korunumu ilkesi gereği, sistemin toplam enerjisi sabit kalır. Yani, dışarıdan alınan enerji sistemde birikirken, dışarıya verilen enerji sistemin içindeki enerjiyi azaltır.

Örneğin; evlerde kullanılan ısıtma sistemleri, dışarıdan enerji alır ve iç mekanları ısıtır. Dünya, güneşten enerji alır ve bu enerji ısının, rüzgarın ve güneş panelleri aracılığıyla elektrik enerjisinin üretilmesinde kullanılır. Vücuda alınan yiyecekler, dışarıdan alınan enerji kaynaklarıdır ve metabolizma yoluyla vücutta enerji olarak kullanılır.

Bu örnekler, yalıtılmamış sistemlerin enerji alışverişi yapma ve dış çevreleriyle etkileşim içinde olma özelliklerini göstermektedir. Yalıtılmamış sistemlerde, enerji dönüşümleri ve etkileşimler, çevresel etkenlerin dikkate alınmasını gerektiren önemli bir konudur.

Kısaca yalıtılmamış sistemlerde enerji korunmaz.

Artık yavaş yavaş gerçek sorumuzun cevabına ulaşmak üzereyiz. Enerji, bir durumdan diğerine geçişi veya bir sürecin gerçekleşmesini sağlayan bir miktar veya büyüklüktür. Fiziksel sistemlerdeki değişimler ve etkileşimler, enerji dönüşümleri ile açıklanır. Enerjinin farklı formları vardır ve birbirlerine dönüşebilirler.

Enerji, fizikte enerjinin korunumu ilkesiyle ilişkilidir. Bu ilkeye göre, enerji ne yaratılabilir ne de yok edilebilir, sadece bir formdan diğerine dönüşebilir. Yani, bir sistemin toplam enerjisi her zaman sabittir ve enerji bir formdan başka bir forma dönüşerek sürekli olarak dolaşım halindedir. Bu, fiziksel olayların ve süreçlerin temelinde yatan önemli bir prensiptir.

Ancak yukarıda bahsettiğimiz gibi enerji her zaman korunmaz veya kimi zaman korunabilir. Bu durum biz fizikçilerin keyfi karar vermesinden kaynaklı bir durumdur. Bir parçacığın veya bir ortamın hayat hikayesini anlamlandırmada işin kolayına kaçmak için kimi zaman yalıtılmış bir sistem olarak hayal eder kimi zaman yalıtılmamış bir sistem olarak hayal ederiz.

Kısacası enerji için diyebiliriz ki  enerji bir formdan başka bir forma dönüşebilir ama yoktan var, vardan yok edilemez. Aldığımız keyfi karar için şunu diyebiliriz, evrenin kendisi koca bir yalıtılmış sistemdir ve enerji bu sistemde asla yok olmaz. Bu durumda enerji her zaman korunur. Sistemler yalnızca bizim daha kolay ve anlaşılır bir biçimde enerjiyi anlamamızda bizlere yardımcı olur.