Enerjiyi tanımlamak hiç de kolay değil.
Nesnelerin enerjisi vardır,
fakat enerjiyi
elinizde tutamazsınız.
Enerjinin neye yol açtığını görseniz de
doğrudan enerjiyi göremezsiniz.
Farklı enerji çeşitleri vardır,
fakat bu çeşitlerin arasındaki farklılıklar
sadece hareket ettirdikleri nesneler yolu ile ortaya çıkar.
Evrendeki tüm farklı enerjilerin
toplamının her zaman aynı kaldığını
biliyoruz.
Kimyagerler için iki önemli enerji çeşidi
kimyasal potansiyel enerji ve
kinetik enerjidir.
Potensiyel enerji gerçekleşmeyi bekleyen enerjidir.
Gergin bir lastik bandı düşünün.
Eğer bandı keserseniz
tüm bu potansiyel enerji
kinetik enerjiye dönüşür.
Siz bunu acı olarak algılarsınız.
Gergin lastik bant gibi
kimyasal bağlarda enerji depolar.
Bu bağlar koparıldığında
potansiyel enerji ısı veya ışık gibi
diğer enerji türlerine
dönüştürülür veya
farklı bağ oluşumlarında kullanılır.
Kinetik enerji hareketin enerjisidir ve
moleküller her zaman hareket eder.
Bu moleküller yer değiştirebilirler veya
değiştirmeyebilirler, fakat
titreşirler,
gerilirler,
bükülürler
ve/veya dönerler.
Metanı ele alalım.
Metan, merkezde bulunan
karbona bağlı dört hidrojenden
oluşur.
Metan kağıt üzerinde
hareket etmeyen bir dört yüzey olarak görünse de
gerçekte titreşir ve karmakarışıktır.
Moleküllerin kinetik enerjisi,
hareket ettiğinizde ortaya çıkan
enerji ile tamamen aynı türde
bir enerjidir.
Fakat siz hareket etmeden durabilseniz de
moleküller duramaz.
Bir grup moleküldeki
kinetik enerjiyi emerseniz
sadece daha az hareket ederler
ama hiçbir zaman tamamen durmazlar.
Herhangi bir grup molekülde,
bazıları diğerlerine oranla daha fazla kinetik enerjiye sahiptir.
Eğer bu molekül grubunun
ortalama kinetik enerjisini hesaplarsak,
matematiksel olarak ısı ile ilgili bir sayıya
ulaşırız.
Yani bir grup molekülün
kinetik enerjisi ne kadar fazla ise
ısısı da o kadar fazla olur.
Yani sıcak bir günde
etrafınızdaki havada bulunan moleküller
döner, uzar, bükülür ve
genellikle soğuk bir güne oranla
daha fazla hareket eder.
Bu arada sıcak ve soğuk
göreceli terimlerdir.
Bu terimler her zaman bir şeyi
başka bir şey ile karşılaştımak için kullanılır.
Sıcak bir günde hava molekülleri
vücudunuzdaki moleküllere oranla
daha fazla kinetik enerjiye sahiptir.
Bu nedenle, bu hava molekülleri size çaptığında
kendi enerjilerinin bir kısmını
vücudunuzdaki moleküllere aktarırlar.
Siz de bunu ısı olarak hissedersiniz.
Soğuk bir günde
hava molekülleri vücudunuzdaki moleküllere oranla
daha az kinetik enerjiye sahiptir.
Bu nedenle siz bu hava molekülleri ile çarpıştığınızda
kinetik enerjinizin bir kısmını
bu moleküllere aktarırsınız ve bunu
soğukluk olarak hissedersiniz.
Etrafınızdaki enerji yolunu takip edebilirsiniz.
Bir dahaki barbekünüzde bunu deneyin.
Yaktığınız mangal kömüründen
yayılan kimyasal potansiyel enerji
aşırı ısı ve ışık olarak görünür.
Ardından ısı burgeriniz, sosisli sandviçiniz
veya sebzelerinizdeki moleküllerin bağları
kopana ve yeni kimyasal yapılar
oluşana kadar titreştirir.
Fazla ısı yanık bir karmaşıklık yaratırken
yeterli ısı akşam yemeğinizi hazırlar.
Vücudunuza giren
yanık veya lezzetli
akşam yemeği molekülleri
parçalanır ve
açığa çıkan enerji şu anda
sizi hayatta tutmak için kullanılır veya daha
sonra kullanılmak üzere farklı moleküllerde saklanır.
Akşam olduğunda
sıcak yaz havası soğur ve
size doğru olan enerji akışı yavaşlar.
Hava sıcaklığı kısa bir süreliğine
vücut ısınız ile eşitlendiğinde
akış durur.
Ardından enerji evrene geri
dönmek için havaya oranla
daha sıcak olan vücudunuzdan ayrıldığında
ters yöne doğru akış başlar.
Bu enerji yaratılmaz veya yok edilmez,
ancak sürekli şekil değiştiren
fiziksel dünyamızın bir şaheseridir.