Moved Permanently

Enerjinin Zıt İki Formu ve Bunların Birbiriyle Olan Etkileşimi

Değerli okurlar, zıt iki enerji (kinetik-potansiyel) formuna devam ediyoruz.

Söz konusu iki enerji formunun etkileşimine örnek olarak şişirilmiş balonu alacağız. Yay gibi gerilmiş olan balon, potansiyel enerjiye sahiptir. Balonu şişirip geren şey, balonun içine üflenen gaz molekülleridir; dolayısıyla üfleme yani rüzgâr enerjisi (kinetik enerji) gaz molekülleriyle içeri taşınarak balonda potansiyel enerjiyi oluşturur. Ne kadar çok gaz molekülü doldurulursa, balon o kadar çok şişer/gerilir ve balonun potansiyel enerjisi o kadar çok artar. Balondaki potansiyel enerjiyi arttırmanın bir başka yolu da, molekül sayısını/miktarını sabit tutarak gazın ısıtılmasıdır. Gazdaki ısı artışı, moleküllerin hareketliliğini yani kinetik enerjilerini arttırır. Böylece gaz molekülleri, balonun iç cidarlarına/duvarlarına daha büyük bir kuvvetle çarparlar ve balonun daha çok gerilmesine/şişmesine, dolayısıyla potansiyel enerjisinin artmasına yol açarlar. Bu olayda üfleme de, ısıtma da, dışarıdan içeriye verilen/aktarılan -ve depolanan- enerjiden başka bir şey değildir; üflemeyle verilen enerji doğrudan kinetik enerji iken, ısıtmayla verilen enerji moleküllerde kinetik enerjiye dönüşen potansiyel enerjidir. Sonuçta, balonun potansiyel enerjisini, gaz moleküllerinin –depolanmış/hapsolmuş- kinetik enerjileri oluşturmuş olmaktadır; dolayısıyla önceki bölümde de ortaya konulduğu gibi, potansiyel enerjinin temelinde hapsolmuş kinetik enerji vardır.

Yine önceki bölümde (sarkaç örneği), potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşerek iş yaptığı, herhangi bir dış etki olmadığı sürece balonun bulunduğu yerde sabit kaldığı, bundan dolayı potansiyel enerjisinin dışa karşı bir iş yapamadığı, balonun içindeki gaz serbest bırakıldığında gazın dışarı hareket etmesiyle potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye dönüştüğü ve kaçan gazın balonu hareket ettirdiği, böylece iş yapılmış olduğu ortaya konulmuştu.

Bu örneklemeden ortaya çıkan önemli sonuçlar şunlardır:

a) İş yapmak bir şeyi değiştirmek olduğundan, kinetik enerji formu “değişim yapan” ya da “değişimi gerçekleştiren” bir formdur. Bunun tersine, potansiyel enerji formu iş yapamadığından değişim de gerçekleştiremez. Böylece bu iki enerji türü/formu, “hareketli-hareketsiz (durağan)”, “iş yapan-iş yapmayan” ve “değişim yapan-değişim yapmayan” şeklinde zıt-ikili oluştururlar.

b) Balonda depolanmış olan gaz moleküllerinin kinetik enerjileri bir taraftan balonda potansiyel enerjiyi oluştururken, diğer taraftan aynı gazın “kütle”sine de katkı koyarlar. Yukarıda belirtildiği gibi, molekül miktarı/sayısı sabit kalmasına karşın ısıtılan balondaki gaz moleküllerinin artan kinetik enerjileri, balonun potansiyel enerjisiyle birlikte gazın kütlesini/ağırlığını da arttırır.(1) “Hapsolmuş kinetik enerji-potansiyel enerji-kütle” arasındaki bu bağlantı, depolanmış/hapsolmuş kinetik enerjinin kendisinin de aynı zamanda potansiyel enerji olduğunu ve kütleyi var ettiğini ortaya koymaktadır (bir atom çekirdeği enerji kaybettiğinde, kütlesi azalır; çekirdekteki nükleer enerji, hapsolmuş kinetik enerjidir).(2) Bu bağlamda kütle de, enerji türü olarak “potansiyel enerji” olmuş olmaktadır.

(1) Albert Einstein ve Leopold İnfeld, “Fiziğin Evrimi” (1972) adlı kitaplarında “…akkor halindeki bir demir parçası, soğuk olduğu zamankinden daha ağırdır;…(s.192)” demektedirler; yani ısıtılmayla demir atomlarının kinetik enerjileri arttıkça, demir parçasının ağırlığı yani kütlesi de artmaktadır.

(2) Bana “amatör fizikçi” unvanını veren Boğaziçi Üniversitesi’nden fizikçi Prof. Dr. R. Ömür Akyüz, “E=mc2 yüzyıllık yanlışlık” adlı makalesinde (NTVBLM-S.22, Aralık 2010, ss.40-42) “Kütle, tutuklanmış enerjidir.” (burada tutuklanan/hapsolan enerji, madde taneciklerinin kinetik enerjileridir) ve “Kütle, kullandığımız her türlü enerjinin kaynağı(dır).” der.

AYNI KONUYA DEVAM EDİLECEK