endüstride ve canlılarda enerji konu anlatımı

ENDÜSTRİDE VE CANLILARDA ENERJİ KONU ANLATIMI-3
TEMİZ ENERJİ KAYNAKLARI
Klasik enerji kaynaklarına alternatif olarak sunulan enerji kaynakları arasında biyokütle enerjisinden başka güneş enerjisi, rüzgar enerjisi,
jeotermal enerji, dalga enerjisi ve hidroelektrik enerji gibi enerji türleri vardır.
Güneş Enerjisi
Güneş ışığı yeryüzünde yararlanılan tüm enerjilerin çok büyük bir kısmının kaynağıdır. Günümüzde güneş enerjisi güneş kolektörleri ile ısı ve
elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. Güneş kolektörlerinin en yaygın kullanımı evlerin çatılarına yerleştirilenlerdir. Çevreye hiçbir zararı
olmayan doğal bir enerji türüdür.
Rüzgar Enerjisi
Rüzgar enerjisi temiz ve yenilenebilir bir enerji türüdür. Rüzgar enerjisini, elektrik enerjisine dönüştürmek için rüzgar türbünü adı verilen büyük
pervaneli yüksek kuleler kullanılır.
Jeotermal (Yer Isısı) Enerji
Jeotermal enerji, yer kabuğunun iç kesimlerinde birikmiş olan basınç altındaki sıcak su, buhar ve gazdan elde edilen enerjiyi ifade eder.
Jeotermal enerji, ev ve işyerlerinde ısınma amaçlı, tesislerde ise elektrik enerjisi üretmek için kullanılır. Ayrıca jeotermal enerji şifa amaçlı
olarak bazı kaplıcalarda kullanılır.
Dalga (Gel-Git) Enerjisi
Denizlerde de yine rüzgarların etkisiyle oluşan dalgalardan enerji elde edilmektedir. Okyanus ve denizlerde meydana gelen dalga (gelgit)
veya okyanus akıntısı nedeniyle yer değiştiren su kütlelerinin sahip olduğu potansiyel enerjinin, elektrik enerjisine dönüştürülmesiyle dalga
enerjisi oluşur. Bu dönüşüm deniz tabanına yerleştirilen türbünler aracılığıyla veya dalgaların kıyıya çarptıkları yerlerde kullanılan merceklerle
sağlanır. Bütün dünyada dalgalardan 200 milyon taş kömürünün vereceği enerji elde edilebilir.
Hidroelektrik Enerji
Suyun sahip olduğu enerjiye hidrolik enerji denir. Hidroelektrik enerji, akan suyun enerjisinin türbünler ve jenaratörler sayesinde elektrik
enerjisine dönüştürülmesi şeklinde kullanılır. Hidroelektrik santraller, yakıtı kömür olan termik santraller kadar çevreyi kirletmez ancak baraj
yapılacak alanın sular altında kalmasıyla çevrede önemli değişikliklere neden olurlar.
Biyokütle Enerjisi
Biyokütle için mısır, buğday gibi bitkiler, otlar, yosunlar, hayvan dışkıları, gübre atıkları, evlerden atılan tüm organik çöpler kaynak
oluşturmaktadır.
CANLILARDA ENERJİ
FOTOSENTEZ VE SOLUNUM
Yeşil yapraklı bitkilerin havadan karbondioksit, topraktan su alarak ışık enerjisi ve klorofil sayesinde
besin maddelerini ve oksijeni üretmesine fotosentez denir. Fotosentezde anorganik maddelerden
organik maddelerin üretimi gerçekleşir.
6CO2
+
6H2O

C6H12O6
+
6O2
Güneş ışığı, klorofil
Anorganik (CO2 ve H2O) maddelerden elde edilen glikoz; polimerleşerek selüloz ve nişasta gibi
karbonhidratlara dönüşürken, topraktan gelen diğer minerallerle birlikte kullanılmasıyla proteinler ve
yağlar üretilir. Canlıların yaşamsal faaliyetlerini sürdürmeleri için gerekli olan enerjiyi sağlamaları
gerekir. Canlıların enerji elde etmek için depo ettikleri yağ ve karbonhidrat gibi besin maddelerini
oksijen varlığında parçalamaları olayına solunum denir. Solunum bir yanma olayıdır. Canlı
organizmaların ihtiyacı olan enerji;
C6H12O6
+
6O2

6CO2
+
6H2O
tepkimesi sonucu elde edilir. Bu tepkime için gerekli olan O2, akciğerlere alınan hava ile sağlanır.
Oksijenin alveollerden difüzyon ile kana geçmesiyle akciğer kılcallarında oksijen miktarı artar. Oksijenin
büyük bir kısmı alyuvar içerisindeki hemoglobinle
Hb
+
O2

HbO2
(Hemoglobin)
(Oksihemoglobin)
tepkimesiyle oksihemoglobini oluşturur. Oksihemoglobin taşıyan kana temiz kan denir. Temiz kan
dolaşım yoluyla doku kılcallarına taşınır. Dokulara gelen oksihemoglobin tekrar ayrışarak O2'yi serbest
bırakır.
HbO2  Hb + O2
Serbest kalan O2, difüzyon yoluyla doku hücrelerine taşındıktan sonra burada solunum olayında
kullanılır.
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O
Karbondioksitin Atılması
Solunum sonucu oluşan CO2 gazı karbonik anhidraz enzimi ile alyuvarlarda karbonik aside (H2CO3) dönüşür.
CO2
+
H2O

H2CO3
karbonik anhidraz
Oldukça kararsız olan karbonik asit bikarbonat iyonuna dönüşür.
-
H2CO3  H+ + HCO3 (Bikarbonat iyonu)
+
-
Oluşan H iyonları hemoglobinle birleşir. HCO3 kan plazmasına geçer. Daha sonra akciğerlerde soluk alıp vererek alveollerde karbonik
anhidraz enzimi yardımıyla yukarıdaki tepkimelerin tersi olur ve CO2 gazı vücuttan atılmış olur.
SİNDİRİM
Vücuda alınan besinlerden enerji elde edebilmek için, besinlerin hücrelere girebilecek büyüklükte olması gerekir. İşte bu nedenle büyük
moleküllü besinlerin daha küçük besin maddelerine parçalanması olayına “sindirim” denir.
Karbonhidratların Sindirimi
Karbonhidratlar yapılarında C, H ve O atomları bulundururlar. Karbonhidratlar monosakkaritler, disakkaritler ve polisakkaritler olmak üzere
üçe ayrılırlar. Monosakkaritler en basit üyeleridir. Önemli monosakkaritler: glikoz, fruktoz ve galaktozdur. Monosakkaritler hücre zarından
geçebilirler. Monosakkaritler sindirime uğramadan doğrudan kana geçerler. Glikoz C6H12O6 formülüne sahip, suda iyi çözünen, serbest halde
meyvelerde, balda bulunan bir karbonhidrattır.
Glikoz karaciğerde glikojen şeklinde depo edilir. Bütün canlı organizmalarda başlıca enerji kaynağıdır.
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 2800 kj
https://hasanfirat.com
1
ENDÜSTRİDE VE CANLILARDA ENERJİ KONU ANLATIMI-3
Fruktoz, glikoz ile aynı formüle sahip olan olgun meyvelerde ve balda glikoz ile bulunan bir monosakkarittir. Disakkaritler, iki birim
monosakkaritten oluşurlar. Önemli disakkaritler: maltoz, laktoz ve sakkaroz (sükroz)’dur.
Glikoz + Glikoz Maltoz
Glikoz + Fruktoz Sakkaroz
Glikoz + Galaktoz Laktoz
Sakkaroz şeker pancarı ve şeker kamışından elde edilen çay şekerdir. Molekül formülü C12H22O11’dir.
C12H22O11 + 12O2 12CO2 + 11H2O + 5640 kj
Polisakkaritler, çok sayıda monosakkarit içeren yapılardır. Önemli polisakkaritler: Nişasta, kitin, selüloz, glikojendir.
Nişasta, glikoz polimeridir ve bitkiler tarafından fazla glikozu depolamak için kullanılır. Nişasta sadece bitki hücrelerinde depolanır.
Nişasta suda çözünmez ve sindirilmesi hidroliz ile olur. Nişastanın sindirimi bazik ortamda çalışan amilaz enzimi ile gerçekleşir.Nişastanın
sindirimi ağızda başlar:
Nişasta
+
su

Maltoz
(polisakkarit)
amilaz
(disakkarit)
Maltoz hücre zarından geçemeyecek büyüklükte olduğundan sindirim ağızda tamamlanmaz ve maltozun ince bağırsakta parçalanması ile
biter. Nişastanın sindirimi ince bağırsakta sonlanır:
Maltoz
+
su

Glikoz
Maltaz enzimi
Mide asidik yapıda olduğundan, amilaz enzimi midede çalışmaz. Bu nedenle karbonhidratların sindirimi midede gerçekleşmez. Selüloz da
aynı nişasta gibi glikoz polimeridir. Selüloz bitkilerin temel yapı taşıdır ve hücre duvarının temel bileşenidir. Selüloz suda çözünmez ve
insanlar tarafından sindirilemez. Pamuk, odun hamuru başlıca bileşenleridir.
Geviş getiren hayvanlarda bulunan bazı bakteriler tarafından hidroliz edilebilen selüloz, enzimler ile hidroliz edilemez. Selüloz hidroliz
edilirse glikoz ve fruktoz elde edilir. Glikojen, hayvan ve insanlarda bulunan, kas hücrelerinde ve karaciğerde depo edilen bir
polisakkarittir. Glikoz şurubu doğal tatlandırıcı olarak bilinir. Nişastanın hidrolizi sonucu oluşan glikozun, fruktoza çevrilmesiyle glikoz
şurubu elde edilir.
Fruktoz, glikoza göre daha iyi bir tatlandırıcı olduğundan gıdalarda (şekerleme, sakız, baklava, ketçap…) tatlandırıcı olarak glikoz şurubu
kullanılır.
Glikoz şurubu en çok mısır nişastasından elde edildiği için, genetiği ile oynanmış mısırlardan elde edilen glikoz şurubu insan sağlığı için çok
tehlikelidir. Obezite gibi sağlık sorunlarına neden olabilir.
Vücuda fazla miktarda besin alındığında, vücut ihtiyacı kadar glikozu enerjiye dönüştürür. Fazlası ise glikojene dönüştürülerek karaciğerde
depolanır. Bundan arta kalan glikojen ise kaslarda depolanır. İhtiyaçtan fazla şeker alınırsa, fazla şeker karaciğerde depo edilemez ve yağa
çevrilerek vücutta depo edilir. Karaciğerde depolanan glikojen karaciğer tarafından kandaki glikoz düzeyinin ayarlanmasında kullanılır.
Proteinler ve Sindirim
Aminoasitler, yapılarında –NH2 (amino) ve –COOH (karboksil) grubu bulundururlar. Aminoasitler (R) radikal grubun değişmesiyle
farklılaşırlar. Doğada 20 çeşit aminoasit vardır. Proteinler bu 20 çeşit aminoasidin farklı şekillerde birleşmeleriyle oluşan polimer
maddelerdir. Aminoasitler birbirlerine peptit bağları ile bağlanırlar.
İki aminoasit molekülünün birleşmesiyle dipeptit oluşur. Üç aminoasit molekülünün birleşmesiyle tripeptit oluşur. n tane aminoasit
molekülünün birleşmesiyle polipeptit ya da protein oluşur.
Protein oluşumunda aminoasitler monomer gruptur. Aminoasitler hem asidik hem de bazik özellik taşıdıklarından amfoter özelliktedirler.
Aminoasitler polar yapılı olup suda çözünürler.
Proteinler, karbonhidrat ve yağlardaki gibi depo edilemezler. Proteinlerin vücuttaki görevleri;
1) Hücrelerin temel yapısını oluştururlar. 2) Dokuların yapımı ve yıpranmış hücrelerin onarılmasında kullanılır. 3) Karbonhidrat ve yağlardan
sonra vücut için gerekli enerji kaynağı olarak kullanılırlar. 4) Antikorların yapısını oluştururlar. 5) Hormonların yapısını oluşturarak
düzenleme görevi üstlenirler. 6) Hücre içinde, dışında ya da kanda ozmotik basıncı dengelerler. 7) Enzimlerin yapısında bulunurlar. Başlıca
protein kaynakları, et, yumurta, balık, süt, fındık, ceviz, mercimek gibi birçok besin maddesidir.
Proteinlerin sindirimi midede başlar, ince bağırsakta sonlanır. Mide özsuyunda bulunan pepsin enzimi ile protein polipeptite parçalanır.
Protein
+
H2O

Polipeptit
Oluşan polipeptit on iki parmak bağırsağından geçerek pankreas tarafından salgılanan tripsin enzimi ile dipeptit ve aminoaside parçalanır.
Polipeptit

Dipeptit
+
Amino asit
Meydana gelen dipeptit ise ince bağırsakta salgılanan erepsin enzimi ile aminoaside parçalanır.
Dipeptit

Amino asit
Yağlar ve Sindirim
Yağlar, yapılarında C, H ve O bulunduran organik bileşiklerdir. Suda çözünmezler. Yağlar, yağ asitleri ve gliserinden meydana gelir. Yağ
asitleri 12 -18 karbon atomu içeren uzun zincirli yapılardır.
Gliserin + Yağ asidi  Yağ
Yağ asidinin yapısında ikili ya da üçlü bağ varsa doymamış, çoklu bağ yoksa doymuş yağları oluştururlar. Yağların sindirimi ince bağırsakta
başlar ve burada sonlanır. Ağız ve midede yağ sindirimi olmaz. Oniki parmak bağırsağında karaciğerden gelen bazik safra salgısı ve
pankreastan gelen lipaz enzimi ile yağlar hidrolize uğrayarak yağ asitlerine ve gliserine parçalanırlar.
Yağ Yağ asidi + Gliserin
Yağ asitleri küçük moleküller olduğundan ince bağırsakta emilerek kana karışırlar. Vücudumuz enerji ihtiyacını önce karbonhidratlardan
karşılar. Karbonhidrat yetersiz ise yağlar, çok mecbur kalırsa da proteinler kullanılır.
Vücudumuzdaki enerji kaynak sırası
1) Karbonhidrat 2) Yağ
3) Protein
https://hasanfirat.com
2