ENERJİ VE MÜHENDİSLİK: NEDİR, NE DEĞİLDİR?

... konulu sunumlar: "ENERJİ VE MÜHENDİSLİK: NEDİR, NE DEĞİLDİR?"— Sunum transkripti:

1 ENERJİ VE MÜHENDİSLİK: NEDİR, NE DEĞİLDİR?
Prof. Dr. Yunus Çengel Makine Mühendisliği Bölümü Nevada Üniversitesi Reno, Nevada, USA

2 MÜHENDİSLİK = Yenilik, İnovasyon

3 MÜHENDİSLİK: Dinamik Bir Meslek
Toplumun daha iyi olma talebi; Değişim arzusu Mühendislik Uygulaması “Geleceğin mühendisi” profili Mühendislik Eğitimi Teknoloji: - Güç, - Zenginlik, - Refah. Teknoloji: Meslek yaratmada çığ etkisine sahiptir DEĞİŞİM Mühendisliğin Özü DİNAMİK ÇEVRE Mühendislik Eğitimi Istihdam (ABD): 2010’a kadar yılda %9.4 büyüme. (Bio: %31.4 büyüme)

4 DEĞİŞİM: Mühendisliğin Özü
Dünya hızla değişiyor. Bu değişimin motoru bilim ve teknolojidir. Değişmiyecek tek şey değişimdir. Değişen bir ortamda yerinde duran geride kalır ve geriye gider. İnsan DEĞİŞEN bir varlıktır. Değişime itiraz insanlığı inkardır. Değişim durdurulamaz, ancak yönlendirilebilir.

5 BİLGİ ve BECERİ Bilgi, durum ve davranış değişıkliğine ve beceriye
Çağımız bilişim, iletişim, ve HIZLI DEĞİŞİM çağıdır. (Dinamizm, esneklik, ve özgüvenin önemi). Bilgi, durum ve davranış değişıkliğine ve beceriye dönüşünce bir anlam ifade eder. Çağımızda en değerli şey hammadde veya üretim değil teknolojidir. Teknoloji gelişimi için en kıymetli girdi beyin gücüdür.

6 Teknoloji/Beceri/Fonksiyonellik ile Malzeme’ye Katma Değer İlavesi Örneği: Uydu: 1000 kg, $100 milyon ($100 bin/kg)

7 GERÇEK REHBER ve PLATFORM:
Sağlam Bilgi Mantık Muhakeme “Mühendis, hayal ile hakikatı karıştırmaz.” “ Mantık dışı zemine taşan, ve temel bilimsel prensipleri ihlal eden bulus iddialari deha değil safsatadır.” 32 37

8 MÜHENDİS KİME DENİR?

9 Mühendislik: Değişen Roller
Mühendislik artık çok yönlü bir derece olmuştur. Günden güne daha fazla sayıda mühendis kendi işini kurmaya başladı. Mühendislerin geleneksel rolleri değişiyor. Mühendisler Hollywood da olduğu gibi menkul değerler piyasasında da iş bulabiliyor. Pek çok mühendis finans kurumlarında çalışıyor. Mühendisler sıklıkla farklı disiplinlere geçiş yapıyor. NSF incelemesine göre: Doktoralı mühendislerin %50’si farklı alanlarda çalışıyor. Başarı reçetesi: Sevdiğin işi yap, yaptığın işi sev. 32 37

10 ÖZGÜRLÜK: Mühendisliğin İlk Adımı
Yaratıcılık, hayal gücü Yenilik İfade Özgürlüğü Sözel, fikirler Bilim ve sanat DEMOKRASİ MÜHENDİSLİK “Değişme özgürlüğü” Mühendislik yaratıcı bir aktivitedir ve en iyi özgür yerlerde gelişir. Einstein: “Hayal etme, bilgiden daha önemlidir.” Kapalı ve baskıcı toplumlar: ‘Gerçek’ mühendislik yoktur.

11 ÖZGÜR DÜŞÜNCE ve AKLI KULLANMA
“Gençleri bozmanın en kestirme yolu farklı düşünenlere değil benzer düşünenlere değer vermelerini öğretmektir.” (Nietzsche) “Söylediğin şeyi tasvip etmiyorum, ancak onu söyleme hakkını ölünceye kadar müdafaa edeceğim.” (F. Voltaire) “İnsanlara yapılabilecek en büyük iyilik, onlara akıllarını kullanmayı öğretmektir.” (Molliere). “Gerçek politikacı, geçen olayların hıncını, intikamını alan kimse değildir. Bu olayların tekerrürüne engel olan kişidir.” (Bismark) “Serbestiyet esas, yasaklar istisna olmalıdır.” “Bir ülkenin en büyük zenginliği sahip olduğu doğal kaynaklar değil, gelişmiş beyin gücüdür. Yasakçılık, beyin gücünün gelişimi önünde en büyük engeldir.” “Mayınlı yollardan kimse gitmek istemez . Gitse bile temkinli ve yavaş yavaş gider – mayınlar açıkça işaretlenmis olsa bile.”

12 YARATICILIK : Başarının Sırrı
Doğuştan gelen bu kabiliyet harekete geçirilebilir ve geliştirilebilir. “Amerika var olmuş en büyük yenilik makinesidir ve hiçbir zaman kopya edilemeyecektir. Çünkü bu, çok sayıda faktörün çarpımından elde edilir: - En yüksek düzeyde düşünce özgürlüğü, - Bağımsız düşünceye verilen önem, - Sürekli yeni beyin göçü, - Gözünü kırpmadan risk alma kültürü, …” Thomas Friedman, NY Times. “Yaratıcılık olmadan, biz bir hiçiz. Öğrencilere nasıl yaratıcı olunacağını öğretmek, onları özgür kılar. Buluşun anası özgürlüktür.” - John Leinhard, Univ. Houston Benim hiçbir özel yeteneğim yok. Ben sadece ölesiye meraklıyım. - Einstein

13 YARATICILIĞI TEŞVİK ETMEK
Mühendislik yenilik (innovation) ile ilgilidir ve yenilenmeyi gerçekleştiren özellik de yaratıcılıktır. Eğitimciler yaratıcı düşünmeyi teşvik etmek ve geliştirmek için çeşitli yollar kullanmak konusunda bilinçli bir çaba göstermelidir. Eğitimciler iyi fikirlerin geliştirilmesi ve büyütülmesi için tartışmaları kolaylaştırmalıdır. Öğrencilerden bir ödev sorusu hazırlamalarını istemek, kesinlikle bir yaratıcılık egzersizidir.

14 Yaratıcılığın Ölçüsü: PATENT
Patent Başvuruları Sayısı (2001) Yıl’da Gün’de 1 patent için Japonya 496,621 1361 0.9 minute ABD 375,657 1029 1.4 minutes Almanya 292,398 801 1.8 minutes Türkiye 3,219 (%96 yabancı) 9 163 minutes Kaynak: Ankara Ticaret Odasi (ATO); 2004 raporu: Türkiye: Patent Fakiri

15 MÜHENDİSLER: Çok yönlülük
Mühendisler ve bilim adamları teknoloji geliştirirler. Teknoloji değişimi getirir. (Örneğin taşımacılık, iletişim, sağlıklı yaşam) Daha iyiye ulaşabilmek için yapılan değişim, sıradan bir insanın da benimseyebileceği sağlıklı bir bakış açısı gerektirir. Vizyon sahipleri, başarılı olmak için çok yönlü olmalıdırlar. İyi bir motor tek başına müşterileri çekemez ve bir araba satamaz. Satışı yapan, iyi bir motora ek olarak dış görünümdeki ayrıntılar ve içerideki aksesuardır.

16 BEŞERÎ BİLİMLER (Humanities) ve YUMUŞAK BECERİLERE (Soft Skills) VURGU
Mühendisler yeterli liberal sanat eğitimine sahip olmadıkları yönünde sürekli eleştirilirler. Çok sayıda raporda mühendislik eğitimine liberal sanat eğitiminin de dahil edilmesi tavsiye edilir. Dartmouth College ve Smith College gibi birkaç okul bu öneriyi takip etmiştir. ABET 2000 kriterlerine göre “genel bir eğitim katmanı müfredatın teknik içeriğini tamamlamalıdır” (Kriter 4). Ayrıca mühendislik okulları, sosyal bilim ve liberal sanat öğrencileri için kavanabilir ve ufuk açıcı genel fen ve mühendislik dersleri açmalıdırlar.

17 SONUCA göre DEĞERLENDİRME
ÜRÜN MÜHENDİS Satış alanı Pazarlanabilir eğitim Pazarlanabilir ürün İmalat şirketi Mühendislik Okulu Tüketici talep, memnuniyet Eleman ihtiyacı, memnuniyet Ham madde Ham zihinler Yeni sipariş

18 MÜHENDİSLİK DİSİPLİNLERİNİN YENİDEN TANIMLANMASI
Disipline özel ürün günleri geride kaldı. Arabalar ve çamaşır makineleri gibi dünün mekanik cihazları, bugünün elektronik harikaları haline geldi. Mühendislik problemleri hızla çok yönlü hale geldi ve mühendislik eğitiminin de buna uyum sağlaması gerekiyor. Mühendislik fakültesi mezunları geniş bir perspektifle birlikte, geniş tabanlı beceri ile donatılmış olmalı. MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ Malzemeler Biyoloji Elektronik Ekonomi Çevre Yazılım

19 HİBRİT DİSİPLİNLERİN DOĞUŞU
Bir disiplin içinde alanlara ayrılmak yerine, şimdi disiplinlerin birleştirildiğini görüyoruz . Böyle iki hibrit disiplin: Nanoteknoloji: Mühendislik + Malzeme Bilimi Doğada imalat yöntemi. Nano ölçekte moleküllerle inşa etmek. Hücreler: Doğanın Nanomakinaları. Biyoteknoloji: Mühendislik + Hayat Bilimleri Mühendislik prensiplerinin ve yöntemlerinin biyoloji ve tıp problemlerine uygulanmasıdır. Amerika’da biyoloji tabanlı endüstriler ve tıbbi teknoloji endüstrileri yılda 100 milyar $’lık bir endüstridir. Doku mühendisliği gibi çok sayıda alt alana sahiptir.

20 İki Örnek NANOTEKNOLOJİ
1990’da, IBM araştırmacıları tek atomları ustalıkla kullandılar. 35 Xenon atomunu, bir nikel kristalinin yüzeyine yerleştirdiler. BIOTEKNOLOJİ Bağırsak haritasını çıkarmak için yutulabilir kapsül şeklinde bir görüntüleme cihazı 2001’de FDA tarafından onaylandı. İçerisinde kamera, ışıklandırma, verici ve piller var.

21 İLETİŞİM

22 İLETİŞİM Mühendislerin iyi iletişim ve ikna yeteneğine sahip olması gerekir. Yaptıkları işi yasa koyuculara, medyaya ve tüketicilere açıklayabilmelidirler. Okullarda etkin iletisim alışkanlığı kazandırmaya, rapor yazmaya, ve proje çalışmalarını kalabalık önünde sunmaya ağırlık veriliyor. Mühendis, en modern iletişim vasıtalarını etkin olarak kullanabilmelidir. Photons of enormous energy in the cosmic rays were being transmuted into pairs of electrons and positrons. Radiation-light-was changing into matter in accordance with Einstein’s famous law of the equivalence of mass and energy. p. 210 To us this would appear as if an electron and positron had suddenly crashed head-on and vanished amid a burst of radiation – matter transmitted back into energy. p. 217 Like the photon, electrons and positrons jump into and out of existence. p. 221 Now a neutron can become a proton by shedding an electron and neutrino, and a proton can become a neutron by absorbing them. .. fast rally in tennis. The neutron serves, and in serving becomes a proton. The original proton receives, and in receiving becomes a neutron. .. p. 222 Thus surrounding the neutrons and protons of the nucleus is a ghostly halo of electrons and neutrinos fluctuating uncertainly between existence and nonexistence. This electrical halo of wavicles is linked with the electromagnetic fields that Maxwell had conceived so many years ago as the seat of Faraday’s tubes of force.

23 Toplam Kurulu Rüzgar Gücü (Dünya)
Kaynak: (American Wind Energy Association); (World Wind Energy Assoc);

24 ABD’de HALKA YÖNELİK VERİMLİLİK EĞİTİMİ

25 YÜKSEK VERİMLİ MOTOR SEÇİMİ: Bir Örnek
75-kW (100-hp)’lık eski bir motor, yeni bir yükseltilmiş verimli (EFF2) standart motor ile veya yüksek verimli (EFF1) motor ile değiştirilecektir. Mevcut motor %75 yük faktörü ile yılda 6000 saat çalışmaktadır. Standart motorun verimi %93.6, yüksek verimli motorun verimi is %94.8’tir. Eğer standart ve yüksel verimli motorların fiatları sırasıyla 4210 ve 5240 YTL ve elektriğin fiatı 0.12 YTL/kWh ise, yüksek verimli mororun sağlıyacaği yıllık enerji ve maliyet tasarrufu nedir? Enerji Tasarrufu = kW×Yük faktörü×işletme saati×(1/std – 1/ver) = 75 × 0.75 × 6000 × (1/0.936 – 1/0.948) = 4564 kWh/yıl Maliyet Tasarrufu = Enerji tasarrufu × Enerji fiatı = (4564 kWh/yıl)(0.12 YTL/kWh) = 548 YTL/yıl Geri Ödeme Süresi = (Yatırım maliyeti)/(Enerji maliyet tasarrufu) = (5240 – 4210)/548 = 1.9 yıl = 23 ay Toplam Enerji Maliyeti = (kW×Yük faktörü×işletme saati/std) × Enerji fiatı = (75 × 0.75 × 6000/0.936) × 0.12 = 43,270 YTL/yıl

26 Motorlarda Değişken Hız Sürücüleri (VSD Drive)

27 “YEŞİL” BUZDOLAPLARI Buzdolabı ve Dondurucu’ların enerji verimliliği daha iyi izolasyon ve yüksek verimli kompresörler sayesinde geçen 30 yıl içinde yaklaşık %70 artmıştır. Verimli buzdolapları ABD’de 1973’den beri 30,000 MW/lik yeni santral ihtiyacını ortadan kaldırmıştır. Yeni buzdolabı ve dondurucu’ların yıldan yıla elektrik kullanımındaki düşüş (birim unite başına). (National Energy Policy Report, USA, 2001).

28 TAKIM ÇALIŞMASI

29 NİÇİN TAKIM ÇALIŞMASI? Birey zayıf, takım kuvvetlidir.
Güç ve etki, uzmanlardan oluşan takımdadır. Birey, harika dahi olsa, takıma göre zayıf ve etkisi sınırlıdır. Eskiden problemler nispeten basit idi, ve bireyler tarafından çözülebiliyordu. Bugünün problemlerinin disiplinler arası yapıya sahip olması, mühendislerin daha fazla işbirliği ve takım çalışması yapmasını gerektiriyor. (hala ülke ve hatta dünya problemlerini tek başına çözebileceklerini zannedenlerin kulakları çınlasın). Takım çalışması yapma yeteneği, diğer disiplinlerin üyeleri ile bir takım içerisinde, çok yönlü projeler yaparak kazanılır. Photons of enormous energy in the cosmic rays were being transmuted into pairs of electrons and positrons. Radiation-light-was changing into matter in accordance with Einstein’s famous law of the equivalence of mass and energy. p. 210 To us this would appear as if an electron and positron had suddenly crashed head-on and vanished amid a burst of radiation – matter transmitted back into energy. p. 217 Like the photon, electrons and positrons jump into and out of existence. p. 221 Now a neutron can become a proton by shedding an electron and neutrino, and a proton can become a neutron by absorbing them. .. fast rally in tennis. The neutron serves, and in serving becomes a proton. The original proton receives, and in receiving becomes a neutron. .. p. 222 Thus surrounding the neutrons and protons of the nucleus is a ghostly halo of electrons and neutrinos fluctuating uncertainly between existence and nonexistence. This electrical halo of wavicles is linked with the electromagnetic fields that Maxwell had conceived so many years ago as the seat of Faraday’s tubes of force.

30 ÖRNEK: ABD’de ENERJİ VERİMLİLİĞİ

31 ABD Enerji Veimliliği İçin Ulusal Eylem Planı 2025 VİZYONU

32 Vizyon 2025 – Ekonomik Enerji Verimliliği Hedefleri

33 Enerji Verimliliği Ulusal Eylem Planı – Üye Kuruluşlar (60 kurum; U. S
Enerji Verimliliği Ulusal Eylem Planı – Üye Kuruluşlar (60 kurum; U. S. DOE ve EPA önderliğinde)

34 Enerji Verimliliği Ulusal Eylem Planı – Üye Kuruluşlar (60 kurum; U. S
Enerji Verimliliği Ulusal Eylem Planı – Üye Kuruluşlar (60 kurum; U. S. DOE ve EPA önderliğinde)

35 Enerji Verimliliği Ulusal Eylem Planı - Sebepler:
Enerji verimliliği büyük, bakir, ve düşük-maliyetli bir enerji kaynağıdır. Doğal gaz ve elektrik için beklenen büyümenin %50 veya daha fazlasını karşılamak için enerji verimliliği, ülkenin bir çok yerinde, yeni üretim maliyetinin yarısının altında kullanıma açıktır. Bu verimliliği takip etmeden doğacak olan toplam tasarruf 2025 yılında yılda $25 milyar olacaktır. Enerji verimliliği enerji güvenliğini arttırır. Enerji verimliliğı gelecekteki karbon politakaları rizkini azaltır. Enerji dağıtım firmaları (utilities) enerji verimliliği programlarını halka ulaştırmak için en iyi konumdadırlar. Ancak bu firmaların enerji tasarruf ederken de enerji üretirken veya dağıtırken olduğu kadar kârlı olmalarının sağlanması için mevzuat değişiklikleri gerekli olabilir. Değişik kesimler enerji verimliliğine değişik sebeplerden dolayı başvurmaktadır, ve çözümler bütün bu motivasyonlara hitap edecek şekilde uyarlanabilir.

36 Enerji Verimliliği Ulusal Eylem Planı – Amaçlar:
Amaç 1: Ekonomik enerji verimliliğinin YÜKSEK ÖNCELİKLİ BİR KAYNAK olarak tesis edlmesi. Amaç 2: Ekonomiklik testlerinin tesis edilmesi. Amaç 3: Değerlendirme, Ölçme, ve Teyid etme mekanizmalarının tesis edilmesi. Amaç 4: Etkin enerji verimliliklerini hayata geçirme mekanizmalarının tesis edilmesi. Amaç 5: Sağlam enerji verimliliği uygulamalarının güven altına alınması için vilayet seviyesinde politikalar geliştirilmesi. Amaç 6: Enerji verimliliğine yatırımı teşvik için tüketici fiatları ile teşviklerin uyumlu hale getirilmesi. Amaç 7: Modern enerji faturalama sistemlerinin tesis edilmesi. Amaç 8: En son verimlilik bilgilerinin paylaşımı ve ulaştırılması sistemlerinin uygulamaya konması. Amaç 9: İleri teknolojilerin uygulamaya konması.

37 Enerji Verimliliği Ulusal Eylem Planı–Tavsiyeler:
Enerji verimliliğini yüksek-öncelikli enerji kaynağı olarak tanıyınız. Ekonomik enerji verimliliğini uygulamak için uzun vadeli ve sağlam bir taahhüt içine giriniz. Enerji verimliliğinin faydalarını ve bu konudaki fırsatları kamuoyuna kampanyalarla iletiniz. Ekonomik enerji verimliliğini tedarik etmek için programa zamanında, yeterli miktarda, ve sürekli olarak fonlama sağlayınız. Enerji dağıtım şirketleri’nin (utilities) teşviklerini ekonomik enerji verimliliği ile bağdaştırmak için gerekli mevzuat uyarlamalarını yapınız, ve enerji fiatlandırma pratiğini enerji verimliliği yatırımlarını teşvik edecek şekilde değiştiriniz.

38 Enerji Veimliliği Ulusal Eylem Planı – Hedefler:
Uzun vadeli amaç: 2025’e kadar tüm ekonomik enerji verimliliği hedeflerini başarmak. Halen var olan ekonomik enerji verimliliği kaynağı, enerjide ülke çapında beklenen yük artımının %50 veya daha fazlasını karşılıyabilir. Bu çapta bir enerji verimliliğinin başarılmasının avantajları: 2025’de enerji faturalarında $100 milyar’dan fazla bir düşüş (verimliliğin olmadığı duruma göre). 900 milyar kWh’ı aşan yıllık enerji tasarrufu. 50 GW’tan fazla güçe eşdeğer veya 20 yıl boyunca GW’tan fazla kurulu güçlü elektrik santralı. $500 milyar’dan fazla toplam net tasarruf. Sera gazları salınımında yılda 500 milyon ton CO2 mertebesinde azalma – ki 90 milyon arabanın trafikten çekilmesine eşdeğerdir.

39 Verimlilikte Nihai Hedef: Net sıfır enerji binalar
Chartwell School, a private academy in California is selected as the Leadership in Energy and Environmental Design's (LEED) Platinum certification from the U.S. Green Building Council. The new campus has a net effect of zero pull on the electricity grid by employing a 32-kW PV system. Large windows and skylights take advantage of natural light. Source: Mercury News, CA, 29 April 2008

40 ÖNCE İNSANLIK, SONRA MÜHENDİSLİK

41 ÖNCE İNSANLIK ve AHLAK (ETİK DEĞERLER)
“Eğer bir insanı, sadece akıl yönünden eğitiyor, ahlak yönünden eğitmiyorsanız, toplumun başına yalnızca bir bela yetiştiriyorsunuz demektir.” (Theodore Roosevelt) “Etik değerleri olmayan bir adam bu dünyada serbest bırakılmış bir vahşi hayvan gibidir.” (Manly Hall) “Dünya hikmetsiz dehayı ve vicdansız gücü başarmıştır. Bizimkisi nükleer devler ve etik cüceler dünyasıdır.” (General Omar Bradley, 1948 Boston konuşması) “Etikliğin olmayışı şuna benzer ki biz beş milyar yolcu olarak büyük bir makine üzerindeyiz ve makinenin şoförü yok. Ve makine gittikçe hızlanıyar, ama nereye bilmiyoruz.” (Jacques Cousteau - interview, CNN, 2/24/89)

42 THEODORE ROOSEVELT ve ETİK DEĞERLER (Ekonomik Krizin Kökleri)
Tüm Amerika’da beraberinde hiç bir ahlakî sorumluluk hissi taşımayan yalın zekiliği yüceltmekten daha tehlikeli bir davranış biçimi yoktur. (Theodore Roosevelt) Amerika’yı imha edecek olan şeyler ne pahasına olursa olsun zenginlik, ne pahasına olursa olsun barış, önce vazife yerine önce güvenlik, rahat yaşama arzusu, ve çabuk zengin olma hayat teorisidir. (Theodore Roosevelt) Hiç okula gitmiyen bir adam bir yük treninden çalabilir; ama eğer üniversite eğitimi almışsa, bütün demiryolunu çalabilir. (Theodore Roosevelt) Uzun vadede, bireylerin ve keza ülkelerin hayatında belirleyici factor karekterdir. (Theodore Roosevelt)

43 ALBERT EINSTEIN ve ETİK DEĞERLER
İnsanlık ve onun kaderine göstereceğiniz hassasiyet tüm teknik çalışmalarınızda her zaman baş düşünceniz olmalıdır. Bunu hiçbir zaman diyagram ve denklemleriniz arasında unutmayın. (Einstein).

44 MÜHENDİSLİKTE TEMEL REHBER:
Sağlam Bilgi Mantık Muhakeme Vicdan “Mühendis, gerçek ile hayali karıştırmaz.” “Mühendisten topluma sadece fayda gelir.” “Mantık dışı zemine taşan, ve temel bilimsel prensipleri ihlal eden bulus iddialari deha değil safsatadır.” 32 37

45 ENERJİDE MUCİZE ARAYIŞI

46

47

48 Sabah, 14 Mart 2000

49 Reno Gazette-Journal, May 18, 1992:

50 MIKNATISLI YAKIT TASARUF CIHAZI: %7 TASARRUF
32 37

51 Nano Bor: Isıtmada %40 tasarruf
“Bir Ar-Ge sirketi tarafindan ısıtmada %40 kadar tasarruf sağlayan "nano bor" diye bir sıvı geliştirildi.” "Radyatörlerin içine koyduğunuz zaman, %40 kadar tasarruf sağlayan 'nano bor' diye bir sıvı geliştirildi. Bu, belki ısıtma konusunda belki soğutma konusunda da devrim niteliğinde bir yenilik olacak. Şu anda o şirket, bunu ticarileştirme çalışması yapıyor .” (Haberler, 24 Ekim 2008) Kaynak:

52 KÖMÜR, DOĞAL GAZ veya BENZİNE DÖNÜŞTÜRÜLEBİLİR Mİ?
KÖMÜR, C YANMA ODASI CO2, N2 , … ISI HAVA, O2 KÖMÜR, C CO2, N2 … REAKSİYON ODASI YANMA ODASI CnHm ISI O2 SU, H2O SU, H2O HAVA, O2 SORU: ??? KÖMÜR, C ALTIN

53 ABD’den Mucize Bulus(!):

54 ENERJİ NEDİR ve NE DEGİLDİR?

55 ENERJİ NEDİR? Günlük hayatta en çok yanlış kullanılan kelimelerden birisi de “enerji”dir. Enerji konusunda bir tek ders bile almamış olanlar, iddialı bir şekilde devr-i daim makinaları icat edebilmekte, ve dünyanın enerji derdini çözdüğünü iddia edebilmektedir. Basın ve yayın kuruluşları da bunları ciddiye almakta, ve onları konu uzmanları gibi sunabilmektedir. Bunun sebeplerinden birisi enerjinin çok değişık şekillerde olabilmesi, bunların birbirine dönüşebilmesi, enerjinin gözden ziyade akıl ve hayal gücüne hitap etmesidir. Enerji genellikle muğlak bir tarzda “değişikliğe sebep olabilme kabiliyeti” olarak tanımlanır. O yüzden her değişikliğin arkasında bilinen veya bilinmeyen bir enerji çeşidinin var ve faal olduğu farzedilir. Harekete dönüşebilen bir etkiye enerji olarak bakılabilir, ama bir hastanın iyileşmesini netice veren bir etkinin enerjiyle alakası yoktur. It has long been known that particles of matter behave, in some circumstances, akin to waves instead (the effect has been observed for electrons and many other familiar particles. When particles behave like waves, they exhibit a sort of frequency which is proportional to their energy. There are several different ways of approaching this question, but I won't beat around the bush. The simple answer is that wave/particle duality, as it is called, is present in the macroscopic world--but we can't see it. Scientists have developed a number of indirect methods for observing wave/particle duality. One of the earliest experiments showed that a regular array of atoms could diffract an electron beam. Because diffraction is a property of a wave, this test indicated that particles--electrons in this case--could also behave as waves. The physicist Louis deBroglie proved that any particle in motion has a wave-like nature. He developed the following relationship: the wavelength of a particle's wave aspect is equal to Planck's constant divided by the momentum of the particle. Now, most of the objects that we encounter have incredibly large masses compared with atomic and sub-atomic particles, which can give them a relatively huge momentum. For example, if you calculate the wavelength of a one-pound basketball traveling at one foot per second (I hope the purists will forgive my use of units, but they work out quite well in this case), you will find that it has a wavelength of around meters. This wavelength is incredibly small--too small, in fact, to measure using modern instrumentation. An electron, though, is less massive than our basketball by a factor of about So, an electron traveling at the same speed as our basketball has a wavelength of some 10-4 meters, which is quite measurable. Thus, we can determine the wavelength of very small particles, but not of large macroscopic items such as basketballs. Answer posted February 16, 1998 p. 149 Heisenberg’s principle of uncertainty: We cannot determine both the position and the velocity of a particle with exactitude, even in imagination. p. 151 Whatever a particle may be, it is no longer what we used to think it was. The old particle could have both position and velocity both. The new particle can have position, or it can have velocity, or it can have a rather fuzzy position together with rather fuzzy velocity, but it cannot have both together with precision. p. 170 We still shrink from visualizing an electron as something which having motion may have no position, and having position may have no such thing as motion or rest. p. 171 He it was who saw that the wave and particle were but two aspects of the same thing. p. 197 These electrons and the other fundamental particles, they do not exist in space and time. It is space and time that exist because of them.

56 ENERJİ NE DEĞİLDİR? Enerji ‘fiziksel” bir varlıktır, ve bu yüzden de fizik kanunlarına – enerjinin korunumu gibi - uymak durumundadır. Bir şey yoktan var edilebiliyor ve hatta hiçbir girdi kullanmadan daimi olarak üretilebiliyor veya yok edilebiliyorsa, o şey enerji olamaz. Bir sistemin enerjisi kinetik ve potansiyel gibi makroskopik, ve termal, kimyasal, ve nükleer gibi mikroskopik formlardan oluşur. Bunun dışinda, “yaşam enerjisi”, “zihin enerjisi”, veya “iyileştirme enerjisi” gibi enerji şekilleri olamaz, çünkü bunların korunumu ve başka enerji şekillerine dönüşümü diye birşey söz konusu değildir. Hele enerjinin olumlusu (pozitif) veya olumsuzu (negatifi) hiç olmaz. Burada itirazımız “yaşam”, “zihin”, veya “iyileştirme” gibi şeylerin varlığı değil bunların enerji olarak takdim edilmesidir. Bu yanlış kullanımlara örnek olarak burada sağlıkla ilgili olan biyoenerji, reiki, biyostatik enerji, ve akupunkturu veriyoruz. It has long been known that particles of matter behave, in some circumstances, akin to waves instead (the effect has been observed for electrons and many other familiar particles. When particles behave like waves, they exhibit a sort of frequency which is proportional to their energy. There are several different ways of approaching this question, but I won't beat around the bush. The simple answer is that wave/particle duality, as it is called, is present in the macroscopic world--but we can't see it. Scientists have developed a number of indirect methods for observing wave/particle duality. One of the earliest experiments showed that a regular array of atoms could diffract an electron beam. Because diffraction is a property of a wave, this test indicated that particles--electrons in this case--could also behave as waves. The physicist Louis deBroglie proved that any particle in motion has a wave-like nature. He developed the following relationship: the wavelength of a particle's wave aspect is equal to Planck's constant divided by the momentum of the particle. Now, most of the objects that we encounter have incredibly large masses compared with atomic and sub-atomic particles, which can give them a relatively huge momentum. For example, if you calculate the wavelength of a one-pound basketball traveling at one foot per second (I hope the purists will forgive my use of units, but they work out quite well in this case), you will find that it has a wavelength of around meters. This wavelength is incredibly small--too small, in fact, to measure using modern instrumentation. An electron, though, is less massive than our basketball by a factor of about So, an electron traveling at the same speed as our basketball has a wavelength of some 10-4 meters, which is quite measurable. Thus, we can determine the wavelength of very small particles, but not of large macroscopic items such as basketballs. Answer posted February 16, 1998 p. 149 Heisenberg’s principle of uncertainty: We cannot determine both the position and the velocity of a particle with exactitude, even in imagination. p. 151 Whatever a particle may be, it is no longer what we used to think it was. The old particle could have both position and velocity both. The new particle can have position, or it can have velocity, or it can have a rather fuzzy position together with rather fuzzy velocity, but it cannot have both together with precision. p. 170 We still shrink from visualizing an electron as something which having motion may have no position, and having position may have no such thing as motion or rest. p. 171 He it was who saw that the wave and particle were but two aspects of the same thing. p. 197 These electrons and the other fundamental particles, they do not exist in space and time. It is space and time that exist because of them.

57 Biyoenerji: Gerçekten enerji mi?
Biyoenerji, akupunktur ve hipnoz gibi alternatif tıp ile ilgili bir kavramdır, ve “doğal olan enerji” olarak tanımlanır. İnsanda mevcut olan olumlu enerjiye “pozitiff enerji”, ve vücutta hastalıklı olan bölgelerin ürettiği olumsuz enerjiye de “negatif enerji” denmektedir. Sağlıklı bir vücutta negatif enerji bulunmaz. İnsan ve hayvan bedenlerine hayat veren enerji, “hayat enerjisi” de denen biyoenerjidir. Sağlığı muhafaza eden ve bedeni canlı tutan ve vücutta sinir sistemine benzer bir elektrik sisteminde aktığı düşünülen enerjiye “yaşam gücü” mânâsında “prana” denir. Kişiler havadan “kozmik enerji” ve topraktan da “yer enerjisi” alabilmektedir. Olumsuz düşünceler alınan pozitif enerjiyi bozup çabuk tükenmesine yol açabilmektadir. Biyoenerjinin korunumu diye bir şey söz konusu değildir. İnsanın enerji alanının sonsuz olduğu, ve kullandıkça arttığı söylenir (keşke dünya enerji kaynakları da böyle olsaydı). Stresli kişiler veya fiziksel bir rahatsızlığı olanlar sürekli olarak negatif enerji üretirler. Bu da kişide ağrılara ve psikolojik rahatsızlıklara sebep olur. Negatif enerji, modern veya alternatif tıp tedavileriyle yok edilir. It has long been known that particles of matter behave, in some circumstances, akin to waves instead (the effect has been observed for electrons and many other familiar particles. When particles behave like waves, they exhibit a sort of frequency which is proportional to their energy. There are several different ways of approaching this question, but I won't beat around the bush. The simple answer is that wave/particle duality, as it is called, is present in the macroscopic world--but we can't see it. Scientists have developed a number of indirect methods for observing wave/particle duality. One of the earliest experiments showed that a regular array of atoms could diffract an electron beam. Because diffraction is a property of a wave, this test indicated that particles--electrons in this case--could also behave as waves. The physicist Louis deBroglie proved that any particle in motion has a wave-like nature. He developed the following relationship: the wavelength of a particle's wave aspect is equal to Planck's constant divided by the momentum of the particle. Now, most of the objects that we encounter have incredibly large masses compared with atomic and sub-atomic particles, which can give them a relatively huge momentum. For example, if you calculate the wavelength of a one-pound basketball traveling at one foot per second (I hope the purists will forgive my use of units, but they work out quite well in this case), you will find that it has a wavelength of around meters. This wavelength is incredibly small--too small, in fact, to measure using modern instrumentation. An electron, though, is less massive than our basketball by a factor of about So, an electron traveling at the same speed as our basketball has a wavelength of some 10-4 meters, which is quite measurable. Thus, we can determine the wavelength of very small particles, but not of large macroscopic items such as basketballs. Answer posted February 16, 1998 p. 149 Heisenberg’s principle of uncertainty: We cannot determine both the position and the velocity of a particle with exactitude, even in imagination. p. 151 Whatever a particle may be, it is no longer what we used to think it was. The old particle could have both position and velocity both. The new particle can have position, or it can have velocity, or it can have a rather fuzzy position together with rather fuzzy velocity, but it cannot have both together with precision. p. 170 We still shrink from visualizing an electron as something which having motion may have no position, and having position may have no such thing as motion or rest. p. 171 He it was who saw that the wave and particle were but two aspects of the same thing. p. 197 These electrons and the other fundamental particles, they do not exist in space and time. It is space and time that exist because of them.

58 TERMODİNAMİK BAKIŞ AÇISI: (Enerji, Entropi ve Ekserji)

59 Temel Termodinamik Denklemler
Kütle balansı: Enerji balansı: Entropi balansı: Ekserji balansı:

60 2 + 2 = 4? Belki! Soru 1: = ? 1. Kanun: 4 (Enerji gibi korunan her şey için doğru) 2. Kanun: 0, 1, 4, 7, … (Entropi ve ekserji gibi şeyler için bütünün değeri, parçalarının toplamından büyük veya küçük olabilir) Soru 2: Birlikten kuvvet doğar mı? 1. Kanun: Evet, her zaman. 2. Kanun: Hayır, birlikten zaaf da doğabilir. Soru 3: 1. ve 2. Kanun verimlerinin farkı nedir? 1. Kanun verimi: Ulaşılan performansın sağlanan kaynaklara oranı. 2. Kanun verimi: Ulaşılan performansın mevcut şartlar altında ulaşılabilecek en iyi performansa oranı.

61 1. ve 2. Kanun Karşılaştıması: MADDE - MADDE DIŞI
1. KANUN: Madde ve Enerji ile ilgilidir Korunum kanununa tabi (Madde-enerji korunumu prensibi) (Yoktan var olmaz, var iken yok olmaz; sadece şekil değiştirir) Beş duyu ile algılanabilir. Varlıkları kesindir, ve fiziksel varlıklardır. Büyük patlama ile başlayan madde-enerji evrenine uygundur. 2. KANUN: Entropi ve Ekserji ile ilgilidir. Korunum kanununa tabi DEĞİL (Entropinin artışı prensibi) (Entropy yoktan var olur, ekserji var iken yok olur) Beş duyu ile algılanamaz. Varlıkları kesindir, ama dar anlamda fiziksel varlık değillerdir. Büyük patlama ile başlayan madde-enerji evreninin dışındadır. Biz “koruma kanununa tabi” şeylerle şartlandık, ve bu tutukluluğu aşamıyoruz. Entropi ve ekserji gibi görülmeyen madde-dışı şeyleri kavramakta zorlanıyoruz.

62 2nci Kanun Penceresinden YENİ BİR AÇILIM
Büyük Patlama Teorisi (1946): Evren sonsuz yoğunlukta nokta bir kütle idi. Patladı, ve zamanla düzenli varlıklar oluşmaya başladı. Evrenin hammaddesi: Madde (daha doğrusu, madde-enerji). O halde tüm varlıklar maddeden yapılmıştır, ve madde-dışı varlık iddiası bilime aykırıdır. (Bu cümlenin kendisi ÖNYARGIDIR, ve bilimsellikten yoksundur). Madde/Enerjinin korunumu: Gözlemlerle sabittir. (Yoktan var olmaz .) Entropi ve ekserji VARDIR, ve yoktan var olup varken yok olmaktadırlar. O halde son derece kısıtlayıcı olan MADDE-EVREN (Material Universe) kuramı tekrar gözden geçirilmelidir.

63 Felsefe ve Enerji Karışır mı?

64 A Different Universe Robert B. Laughlin REINVENTING PHYSICS
REINVENTING PHYSICS FROM THE BOTTOM DOWN Robert B. Laughlin  (1998 Fizik Nobel Ödülü) Basic Books New York, 2005

65 A Different Universe by Robert Lauglin
“Organizasyon kendine has bir mana ve hayat kazanabilir ve kendisini oluşturan parçalarına nüfuz etmeye başlıyabilir. O yüzden fizik biliminin bize söylemesi gereken şey bütünün parçalarının toplamından fazla olmasının sadece bir kavram değil fiziksel bir fenomen (vakıa) olduğudur. “ “Ben karbonum, ama olmayabilirdim de. Benim yapılmış olduğum atomlara nüfuz eden bir manam var.” (Önsöz, s. xiv).

66 TEORİ ve PRATİK “İyi bir teoriden daha pratik birşey yoktur.” (Boltzmann) Teori: Ruh, Mânâ, Öz, iç âlem Pratik: Beden, Madde, kabuk, dış âlem Mühendis, Mimar: Bilgi-hayal-ilham (6. his) ile yapma (CD, çizim) Maddesiz inşaat, hayal-ilim-zihin becerisi (yaratıcılık) Teknisyen, Usta: Madde ile yapma, ruha uygun beden giydirme (El becerisi, otomasyon, - robot) - Aynı ruha milyonlarca beden giydirilebilir - Ruh sağlam olmazsa, beden de sağlam olmaz. Einstein: “Hayal etme, bilgiden daha önemlidir.” Photons of enormous energy in the cosmic rays were being transmuted into pairs of electrons and positrons. Radiation-light-was changing into matter in accordance with Einstein’s famous law of the equivalence of mass and energy. p. 210 To us this would appear as if an electron and positron had suddenly crashed head-on and vanished amid a burst of radiation – matter transmitted back into energy. p. 217 Like the photon, electrons and positrons jump into and out of existence. p. 221 Now a neutron can become a proton by shedding an electron and neutrino, and a proton can become a neutron by absorbing them. .. fast rally in tennis. The neutron serves, and in serving becomes a proton. The original proton receives, and in receiving becomes a neutron. .. p. 222 Thus surrounding the neutrons and protons of the nucleus is a ghostly halo of electrons and neutrinos fluctuating uncertainly between existence and nonexistence. This electrical halo of wavicles is linked with the electromagnetic fields that Maxwell had conceived so many years ago as the seat of Faraday’s tubes of force.

67 2nci Kanun: Mükemmellik Ölçüsü Bir olayın 2nci Kanun verimi %100 ise:
O olay MÜKEMMELDİR (1inci kanun verimi %100 olmasa bile) Entropi üretimi = 0 Ekserji imhası = 0 İsraf = 0 Mükemmelden daha mükemmel bir şey yapılamaz. Mükemmel şeyler GÜZELDİR. Güzellik ve mükemmellik zatında sevilir, ve insana haz ve huzur verir.

68 Kusursuzluk, mükemmellik, ve SIFIR iSRAF.
2nci Kanun Açısından Mühendisliğin Hedefi: Kusursuzluk, mükemmellik, ve SIFIR iSRAF.

69 Sorular ve Yorumlar