Enerji Kaynakları ve Bilimsel Gelişmeler

1. Enerji kaynakları yenilenebilir ve yenilenemez olarak ayrılmaktadır. Fosil yakıtların hangileri olduğu sorulmaktadır. Buna göre fosil yakıtlar hangileridir?

Fosil yakıtlar

• A) Kömür, petrol ve doğal gaz
• B) Güneş, rüzgâr ve dalga
• C) Jeotermal ve hidroelektrik
• D) Biyokütle ve hidrojen
• E) Nükleer ve güneş

Doğru cevap: A — Kömür, petrol ve doğal gaz canlı kalıntılarından milyonlarca yılda oluşmuş yenilenemez kaynaklardır.

1. Fosil yakıt adı kaynağını söylüyor: geçmişte yaşamış canlıların kalıntıları.
2. Bu kalıntılar yer altında yüksek basınç ve sıcaklık altında milyonlarca yılda dönüşür. İnsan ömrü ölçeğinde yeniden oluşmaz.
3. Kömür, petrol ve doğal gaz bu koşulları taşır; öyleyse üçü de fosil yakıttır ve yenilenemez.
4. Denetleyelim: güneş, rüzgâr, jeotermal ve hidroelektrik sürekli beslenir ✓ — hiçbiri fosil değildir.

2. Fosil yakıtların yakılmasıyla atmosfere gaz salınmaktadır. Salınan başlıca sera gazı aranmaktadır. Buna göre bu gaz hangisidir?

Hidrokarbon yanması

• A) Azot
• B) Karbon dioksit
• C) Oksijen
• D) Helyum
• E) Argon

Doğru cevap: B — Hidrokarbonun tam yanması karbon dioksit ve su verir; salınan başlıca sera gazı karbon dioksittir.

1. Fosil yakıtlar hidrokarbondur; yapılarında karbon ve hidrojen bulunur.
2. Yanma sırasında bu atomlar oksijenle birleşir: karbon → karbon dioksit, hidrojen → su.
3. Karbon dioksit kızılötesi ışımayı soğurduğu için sera gazıdır. Fosil yakıt yandıkça atmosfere bu gaz salınır.
4. Denetleyelim: azot ve oksijen zaten havanın ana bileşenleri ✓ — yanma ürünü değiller ve sera gazı da sayılmazlar.

3. Kendini doğal süreçlerle yenileyebilen kaynaklar yenilenebilir sayılmaktadır. Bu kaynaklara örnek istenmektedir. Buna göre aşağıdakilerden hangisi yenilenebilirdir?

Yenilenebilir enerji

• A) Kömür
• B) Petrol
• C) Rüzgâr
• D) Doğal gaz
• E) Linyit

Doğru cevap: C — Rüzgâr, güneş enerjisinden beslenen ve sürekli yenilenen bir kaynaktır.

1. Yenilenebilir kaynak, doğal süreçlerle kendini yenileyen kaynaktır.
2. Kömür, petrol, doğal gaz ve linyit fosil yakıtlardır; kullanıldıkça azalır ve yerine yenisi gelmez.
3. Rüzgâr ise atmosferdeki sıcaklık ve basınç farklarından doğar. Bu farkları Güneş yarattığı için rüzgâr sürekli yenilenir.
4. Denetleyelim: Güneş var oldukça rüzgâr da olacaktır ✓ — kaynağın kendisi tükenmiyor.

4. Bazı araçlarda bitkisel kaynaklı yakıtlar kullanılmaktadır. Bu yakıtların kaynağı sorulmaktadır. Buna göre biyoyakıt neyden elde edilir?

Biyoyakıt

• A) Yer altındaki ham petrolden
• B) Kaya gazından
• C) Kömür damarlarından
• D) Bitkisel ve hayvansal biyokütleden
• E) Uranyum cevherinden

Doğru cevap: D — Biyoyakıtlar şeker, nişasta ve yağ içeren bitkisel ve hayvansal biyokütleden üretilir.

1. Biyoyakıt adındaki "biyo" öneki kaynağını söylüyor: canlı kaynaklı madde.
2. Bu madde biyokütledir; şeker, nişasta ya da yağ içeren bitkisel ve hayvansal ürünlerden oluşur.
3. Mısır ve şeker kamışından etanol, bitkisel yağlardan biyodizel üretilir. Kaynak YAKIN zamanda yaşamış canlı maddesidir.
4. Denetleyelim: fosil yakıtların kaynağı da canlıdır ama milyonlarca yıl öncesine ait ✓ — aradaki fark bu zaman ölçeğidir.

5. Nde hidrojen ve oksijen birleşerek elektrik üretmektedir. Tepkimenin ürünü aranmaktadır. Buna göre açığa çıkan madde hangisidir?

Hidrojen yakıt hücresi

• A) Karbon dioksit
• B) Kükürt dioksit
• C) Azot oksit
• D) Metan
• E) Su

Doğru cevap: E — Hidrojen ile oksijenin birleşmesinden yalnız su oluşur; yakıt hücresinde sera gazı salımı yoktur.

1. Tepkimeye giren maddeleri yazalım: hidrojen ve oksijen.
2. Bir tepkimede ancak girenlerdeki atomlardan ürün oluşabilir. Burada hiç KARBON yok.
3. Karbon bulunmadığı için karbon dioksit de oluşamaz. Hidrojen ve oksijenden çıkabilecek tek ürün sudur.
4. Denetleyelim: hidrojen yakıt hücresinin çevresel üstünlüğü de bu ✓ — kullanım aşamasında sera gazı salmaz.

6. Atmosferdeki bazı gazlar yeryüzünden yayılan ısıyı tutmaktadır. Bu gazlara örnek sorulmaktadır. Buna göre aşağıdakilerden hangileri sera gazıdır?

Sera gazları

• A) Azot ve oksijen
• B) Karbon dioksit ve metan
• C) Helyum ve neon
• D) Argon ve kripton
• E) Hidrojen ve oksijen

Doğru cevap: B — Karbon dioksit ve metan kızılötesi ışımayı soğurarak sera etkisi yaratır.

1. Sera gazı olmanın ölçütü şu: gaz, yeryüzünden yayılan kızılötesi ışımayı SOĞURABİLİYOR mu?
2. Soy gazlar (helyum, neon, argon, kripton) tek atomludur ve bu ışımayı soğurmaz.
3. Azot, oksijen ve hidrojen gibi iki atomlu temel gazlar da soğurmaz. Karbon dioksit ve metan ise soğurur; ikisi de sera gazıdır.
4. Denetleyelim: atmosferin dörtte üçünden fazlası azot ✓ — sera gazı olsaydı Dünya çoktan yaşanmaz olurdu.

7. Kükürt ve azot oksitleri atmosferde su ile tepkimeye girmektedir. Ortaya çıkan çevre sorunu aranmaktadır. Buna göre bu sorun hangisidir?

SO₂ ve NOₓ salımı

• A) Ozon tabakasının incelmesi
• B) Çölleşme
• C) Asit yağmurları
• D) Küresel karartma
• E) Tuzlanma

Doğru cevap: C — Kükürt ve azot oksitleri atmosferdeki nemle birleşerek asit oluşturur; yağışla inen bu asitler asit yağmurudur.

1. SO₂ ve NOₓ gazları fosil yakıtların yanmasıyla atmosfere salınır.
2. Bu oksitler havadaki su buharıyla tepkimeye girer: SO₂’den sülfürik asit, NOₓ’ten nitrik asit oluşur.
3. Oluşan asitler yağmur, kar ya da sisle yeryüzüne iner. Bu olaya asit yağmuru denir.
4. Denetleyelim: asit yağmuru toprağı ve suları asitleştirir, mermer yapıları aşındırır ✓ — etkileri de bu kimyasal kökenden gelir.

8. Yeşil kimya, kimyasal süreçleri çevre açısından iyileştirmeyi amaçlamaktadır. Temel yaklaşımı sorulmaktadır. Buna göre yeşil kimya neyi öncelikler?

Yeşil kimya ilkesi

• A) Atığı oluştuktan sonra arıtmayı
• B) Üretimi tümüyle durdurmayı
• C) Daha ucuz üretim yapmayı
• D) Atığı kaynağında önlemeyi
• E) Daha çok çözücü kullanmayı

Doğru cevap: D — Yeşil kimyanın birinci ilkesi, atığı sonradan temizlemek yerine hiç oluşturmamaktır.

1. İki yaklaşımı karşılaştıralım: atığı oluştuktan sonra arıtmak ya da hiç oluşturmamak.
2. Arıtma ek tesis, ek enerji ve ek maliyet gerektirir; üstelik arıtma sırasında da yeni atık doğabilir.
3. Atık hiç oluşmazsa bu masrafların hiçbiri gerekmez. Yeşil kimya bu yüzden atığı KAYNAĞINDA önlemeyi öncelikler.
4. Denetleyelim: ilke üretimi durdurmayı değil, üretim yöntemini değiştirmeyi söyler ✓ — amaç daha temiz üretmek.

9. Bir tepkimenin verimliliği atom ekonomisiyle de değerlendirilmektedir. Bu ölçütün anlamı aranmaktadır. Buna göre atom ekonomisi neyi ölçer?

Atom ekonomisi

• A) Tepkimenin hızını
• B) Tepkimenin sıcaklığını
• C) Ürünün fiyatını
• D) Tepkimenin süresini
• E) Girenlerdeki atomların ne kadarının ürüne geçtiğini

Doğru cevap: E — Atom ekonomisi, tepkimeye giren atomların ne kadarının istenen ürüne geçtiğini ölçer.

1. Bir tepkimede giren atomların tamamı istenen ürüne gitmez; bir bölümü yan ürünlere ya da atığa gider.
2. Atom ekonomisi tam bu payı ölçer: istenen ürünün kütlesinin, girenlerin toplam kütlesine oranı.
3. Oran yüksekse atomların çoğu ürüne geçmiş, yani atık az demektir. Bu yüzden yeşil kimyanın önemli bir ölçütüdür.
4. Denetleyelim: verim ile karıştırılmamalı ✓ — verim tepkimenin ne kadar ilerlediğini, atom ekonomisi ise atomların nereye gittiğini söyler.

10. Alüminyum kutuların geri dönüştürülmesi cevherden üretime göre çok daha az enerji harcamaktadır. Bu durumun anlamı sorulmaktadır. Buna göre geri dönüşüm neyi sağlar?

Alüminyum geri dönüşümü

• A) Enerji ve hammadde tasarrufu
• B) Daha çok atık
• C) Daha yüksek karbon salımı
• D) Cevher tüketiminin artması
• E) Üretim maliyetinin artması

Doğru cevap: A — Geri dönüşüm hem cevher tüketimini hem de üretim enerjisini azaltır; enerji ve hammadde tasarrufu sağlar.

1. Cevherden alüminyum üretimini düşünelim: metal bileşik hâlindedir ve indirgenmesi gerekir. Bu işlem çok yüksek enerji ister.
2. Geri dönüşümde ise metal zaten indirgenmiş hâldedir; yalnız eritilip yeniden şekillendirilir.
3. Bu yüzden geri dönüşüm çok daha az enerji harcar. Ayrıca yeni cevher çıkarılmadığı için hammadde de korunur.
4. Denetleyelim: iki tasarruf birlikte gerçekleşiyor ✓ — hem enerji hem hammadde.

11. Bir katalizör nano boyutta hazırlandığında etkinliği artmaktadır. Bu artışın nedeni aranmaktadır. Buna göre neden nedir?

Nano boyutta yüzey etkisi

• A) Kütlenin artması
• B) Yoğunluğun azalması
• C) Birim kütledeki yüzey alanının büyümesi
• D) Sıcaklığın yükselmesi
• E) Basıncın artması

Doğru cevap: C — Kataliz yüzeyde gerçekleşir; tanecik küçüldükçe birim kütleye düşen yüzey alanı büyür ve etkinlik artar.

1. Katalizör tepkimeyi kendi YÜZEYİNDE hızlandırır; iç kısmındaki atomlar tepkimeye katılamaz.
2. Öyleyse etkinliği belirleyen şey kütle değil, yüzey alanıdır.
3. Aynı kütledeki bir maddeyi daha küçük taneciklere böldükçe toplam yüzey alanı büyür. Nano boyutta bu artış çok belirgindir.
4. Denetleyelim: bir küp ikiye bölününce iki yeni yüzey doğar ✓ — bölme sürdükçe yüzey artmayı sürdürür, kütle ise sabit kalır.

12. Ler grafen tabakalarının silindir biçiminde sarılmasıyla oluşmaktadır. Bu yapının öne çıkan özelliği sorulmaktadır. Buna göre nanotüpler nasıldır?

Karbon nanotüp

• A) Kırılgan ve yalıtkan
• B) Ağır ve yumuşak
• C) Suda çözünen
• D) Ağırlığına göre çok dayanıklı ve iyi iletken
• E) Manyetik ve sıvı

Doğru cevap: D — Karbon nanotüpler güçlü karbon-karbon bağları sayesinde ağırlığına göre çok dayanıklı ve iyi iletkendir.

1. Yapıyı düşünelim: grafen tabakaları silindir biçiminde sarılmış. Grafen ise karbon atomlarının altıgen düzenidir.
2. Bu düzendeki karbon-karbon bağları doğadaki en güçlü bağlardandır; yapı bu yüzden yüksek çekme dayanımı gösterir.
3. Aynı düzende her karbon atomunun bir elektronu serbest kalır; bu elektronlar yapı boyunca hareket edip elektrik iletir.
4. Denetleyelim: karbon hafif bir element ✓ — bu yüzden nanotüpler ağırlığına göre olağanüstü dayanıklıdır.

13. Karbonun iki boyutlu bir biçimidir. Yapısının kalınlığı aranmaktadır. Buna göre grafen kaç atom kalınlığındadır?

Grafen

• A) On
• B) Yüz
• C) Bin
• D) Yüz bin
• E) Bir

Doğru cevap: E — Grafen tek atom kalınlığında bir karbon tabakasıdır.

1. Grafit üst üste binmiş karbon tabakalarından oluşur; tabakalar arası bağlar zayıf olduğu için kolayca kayarlar.
2. Bu tabakalardan yalnız BİRİ ayrıldığında grafen elde edilir.
3. Öyleyse grafenin kalınlığı bir karbon atomu kadardır. Bu yüzden "iki boyutlu malzeme" diye anılır.
4. Denetleyelim: kurşun kalemle yazarken grafitten ince tabakalar ayrılır ✓ — grafenin ilk elde ediliş yöntemi de buna benzer.

14. Nanoteknoloji tıpta da uygulama alanı bulmaktadır. Bu uygulamalardan biri sorulmaktadır. Buna göre aşağıdakilerden hangisi bir nanotıp uygulamasıdır?

Nanoteknolojinin tıpta kullanımı

• A) İlacın doğrudan hedef hücreye taşınması
• B) Röntgen filminin banyo edilmesi
• C) Alçı uygulaması
• D) Termometreyle ateş ölçümü
• E) Kan basıncı ölçümü

Doğru cevap: A — Nano taşıyıcılar ilacı doğrudan hedef dokuya ulaştırarak yan etkiyi azaltır.

1. Nanoteknolojinin tıptaki üstünlüğü ölçekten gelir: nano taşıyıcılar hücre boyutunda hareket edebilir.
2. İlaç bu taşıyıcılara yüklenir ve yalnız hedef hücreye ulaştığında bırakılır.
3. Böylece sağlıklı dokular ilaca gereksiz yere maruz kalmaz; yan etki azalır, aynı etki daha düşük dozla sağlanır.
4. Denetleyelim: öteki seçenekler (röntgen banyosu, alçı, termometre, tansiyon ölçümü) klasik tıp uygulamaları ✓ — hiçbiri nano ölçekle ilgili değil.

15. Kaynak kullanımında sürdürülebilirlik ilkesi benimsenmektedir. İlkenin tanımı aranmaktadır. Buna göre sürdürülebilirlik nedir?

Sürdürülebilirlik

• A) Kaynakları en hızlı biçimde tüketmek
• B) Bugünün gereksinimini gelecek kuşakların hakkını yok etmeden karşılamak
• C) Üretimi tümüyle durdurmak
• D) Yalnız maliyeti düşürmek
• E) Atığı okyanusa boşaltmak

Doğru cevap: B — Sürdürülebilirlik, gelecek kuşakların gereksinimlerini tehlikeye atmadan bugünün gereksinimini karşılamaktır.

1. Kaynaklar sınırlıdır; bugün tüketilen bir kaynak gelecekte kullanılamaz.
2. Sürdürülebilirlik bu iki tarafı dengeler: bugünün ihtiyacı karşılanır ama geleceğin hakkı yok edilmez.
3. Yani ne tüketimi durdurmayı ne de sınırsız tüketmeyi savunur; ölçülü ve yenilenebilir kullanımı esas alır.
4. Denetleyelim: geri dönüşüm ve yenilenebilir enerji bu ilkenin uygulamaları ✓ — ikisi de bugünü geleceği tüketmeden karşılıyor.

16. Ham petrol rafineride bileşenlerine ayrılmaktadır. Ayırmanın dayandığı özellik sorulmaktadır. Buna göre ayırma neye göre yapılır?

Ham petrolün rafine edilmesi

• A) Renge
• B) Yoğunluğa
• C) Manyetik özelliğe
• D) Kaynama noktası farkına
• E) Çözünürlüğe

Doğru cevap: D — Ayrımsal damıtmada bileşenler kaynama noktalarına göre ayrılır; ham petrol de bu yolla rafine edilir.

1. Ham petrol farklı uzunlukta hidrokarbon zincirlerinin karışımıdır.
2. Zincir uzadıkça moleküller arası çekim artar; bu yüzden kaynama noktası da yükselir. LPG en düşük, asfalt en yüksek kaynama noktasına sahiptir.
3. Rafineride karışım ısıtılır ve buharlar damıtma kulesinde yükselir. Her bileşen kendi kaynama noktasına karşılık gelen yükseklikte yoğuşup ayrılır.
4. Denetleyelim: ayırmayı sağlayan özellik zincir uzunluğuna bağlı kaynama noktası ✓ — renk ya da yoğunluk değil.

17. Tabloda enerji kaynaklarının yenilenebilirliği karşılaştırılmaktadır. Soru işaretiyle gösterilen değer aranmaktadır. Buna göre jeotermal enerji için hangisi doğrudur?

• A) Hayır; kömür gibi tükenir
• B) Hayır; fosil kaynaktır
• C) Belirlenemez
• D) Yalnız kışın yenilenebilir
• E) Evet; yer içi ısısı sürekli beslenir

Doğru cevap: E — Jeotermal enerji yer içindeki ısıdan beslenir ve insan ölçeğinde tükenmez; yenilenebilirdir.

1. Tablonun ölçütü şu: kaynak doğal süreçlerle kendini yeniliyor mu?
2. Dolu satırlar: güneş → evet (sürekli ışıma), kömür → hayır (fosil, tükenir).
3. Jeotermalin kaynağı yer kabuğunun altındaki ısıdır. Bu ısı hem Dünya’nın oluşumundan kalan artık ısıyla hem de radyoaktif bozunmayla sürekli beslenir.
4. Denetleyelim: kaynak insan ömrü ölçeğinde tükenmiyor ✓ — öyleyse yenilenebilir sayılır.

18. Lar egzozdan salım yapmamaktadır. Aracın toplam çevresel etkisi değerlendirilmektedir. Buna göre değerlendirmede hangisi de hesaba katılmalıdır?

Elektrikli araç

• A) Elektriğin hangi kaynaktan üretildiği
• B) Aracın rengi
• C) Lastik markası
• D) Koltuk sayısı
• E) Camların boyutu

Doğru cevap: A — Araç egzozdan salım yapmasa da kullandığı elektrik bir yerde üretilir; toplam etki üretim kaynağına bağlıdır.

1. Elektrikli araç kullanım sırasında egzoz gazı salmaz; bu doğru.
2. Ama kullandığı elektrik yoktan var olmaz. Elektrik bir santralde üretilir ve o santralin kaynağı belirleyicidir.
3. Elektrik kömürden üretiliyorsa salım ortadan kalkmaz, yalnız araçtan SANTRALE kayar. Rüzgâr ya da güneşten üretiliyorsa toplam etki gerçekten düşer.
4. Denetleyelim: çevresel etki tek bir noktada değil, bütün zincirde ölçülmeli ✓ — bu yaklaşım yaşam döngüsü değerlendirmesidir.

19. Araçlarda ve mutfaklarda kullanılan LPG bir hidrokarbon karışımıdır. Karışımın başlıca bileşenleri sorulmaktadır. Buna göre LPG neyden oluşur?

LPG

• A) Metan ve etan
• B) Propan ve bütan
• C) Benzen ve toluen
• D) Etanol ve metanol
• E) Hidrojen ve helyum

Doğru cevap: B — LPG başlıca propan ve bütandan oluşur; ikisi de basınç altında kolayca sıvılaşır.

1. LPG’nin açılımı bize yolu gösteriyor: sıvılaştırılmış petrol gazı.
2. Kolay sıvılaşması için kaynama noktası çok düşük olmayan hidrokarbonlar gerekir. Metan ve etan bu iş için fazla uçucudur.
3. Üç karbonlu propan ve dört karbonlu bütan ise ılımlı basınç altında sıvılaşır. LPG bu ikisinin karışımıdır.
4. Denetleyelim: tüpteki gaz sıvı hâlde durur, valf açılınca gaza döner ✓ — kolay sıvılaşma özelliği tam olarak bunu sağlıyor.

20. Bir ülke yeni enerji yatırımı için kaynak seçmektedir. Kararda göz önüne alınması gereken ölçütler tartışılmaktadır. Buna göre aşağıdakilerden hangisi bu ölçütlerden biri değildir?

Enerji kaynağı seçimi

• A) Kaynağın sürekliliği
• B) Çevresel etkisi
• C) Santralin dış cephe rengi
• D) Birim enerji maliyeti
• E) Yerli kaynak olup olmadığı

Doğru cevap: C — Süreklilik, çevresel etki, maliyet ve yerlilik gerçek ölçütlerdir; santralin cephe rengi kararla ilgisizdir.

1. Enerji yatırımı kararında bir ölçüt, enerji arzını ya da etkisini belirleyebilmelidir.
2. Kaynağın sürekliliği arzın kesintisiz olmasını, birim maliyet ekonomikliği, yerli kaynak olması ise dışa bağımlılığı belirler.
3. Çevresel etki de doğrudan bir ölçüttür: salım, su kullanımı ve arazi etkisi kararda tartılır.
4. Denetleyelim: santralin dış cephe rengi bunların hiçbirini etkilemiyor ✓ — ölçüt olmayan seçenek bu.