Dünyamızda sadece canlıların değil cansızların da hareket ve iş görme kabiliyeti, sebepler zaviyesinden, enerjiye bağlanmıştır. Termodinamiğin birinci kanununa göre, bir sistemin ve çevresinin enerji toplamı sabittir. Enerji bir şekilden diğerine dönüştürülür. Mesela güneşten alınan enerji, bitkilerde kimyasal enerjiye çevrilir.

Çağımızda her geçen gün belirli enerji kaynaklarımız tükenirken enerjiye olan ihtiyaç artmaktadır. Araştırmalara göre, ABD’nin 2015 yılı ortalama enerji harcaması yaklaşık 4 trilyon wat iken 2050 yılında bu rakamın 10 trilyon wat’a ulaşacağı hesaplanmaktadır. Elektrikle çalışan ev aletleri ve bilgisayar gibi teknolojik aletlerin hem sayısı hem de çeşidi hızla artmaktadır. Elektriğe olan bağımlılığımız o kadar artmıştır ki bir süreliğine kesildiği zaman bile hayat durma noktasına gelmekte, ne yapacağımızı şaşırmaktayız. Aydınlatma, ulaşım, ısınma ve haberleşme gibi temel ihtiyaçlarımız elektriğe bağlıdır. Bütün bunlar elektrik enerjisinin ışık, hareket, ısı veya ses enerjisine dönüştürülmesiyle gerçekleşir.

Enerji İhtiyacımız

Hücrelerin dolayısıyla da vücudumuzun hayatta kalabilmesi için de enerjiye ihtiyaç vardır. Mesela bir saat çiğneme hareketi için 11 kalori, 30 dakika yürüyüş için 125 kalori, 15 dakika yüzme için 87 kalori ve 20 dakika bisiklet sürmek için 150 kalori harcarız. İş yapmayan erkeklerin günlük 2300 kadınların ise 2000 kilokaloriye ihtiyaçları vardır. Organlarımızın enerji ihtiyacı farklı miktarlardadır. Mesela, beynimiz vücut ağırlığımızın yaklaşık % 2’siyken ihtiyaç duyduğu enerji oranı % 20’dir.

Günlük faaliyetlerin zorluk derecesine göre doku ve organların ihtiyaç duyduğu enerji miktarı arttığından, ilâve gıdalarla bu miktarı karşılamak gerekmektedir. Ancak alınan gıdaların kalori değeri, günlük harcanandan fazla olduğunda, fazla miktarı taşıyan gıdalar yağa dönüştürülerek iç organlarda depolanır ve şişmanlamaya sebebiyet verir.

Sindirim esnasında bazı gıda maddelerinin moleküllerine parçalanmasıyla ortaya çıkan kalori miktarları şu şekildedir:

Gıda Kalori Gıda Kalori
100 g bulgur 371 100 g süt 68
100 g tavuk eti 140 1 adet yumurta 80
100 g dana eti 278 1 adet domates 14
100 g badem 600 100 g karpuz 19

 

Rızık Olarak Verilen Enerjimiz

İnsan vücudunda yaklaşık 100 trilyon hücre vardır ve her hücrede, her ân, son derece hassas reaksiyonlar gerçekleşir. Enerji bakımından zengin olan moleküllerin parçalanması ile enerji açığa çıkar. Bu hâdise, odun veya kömürün sobada yakılarak ısı elde edilmesine benzetilebilir.

Açığa çıkarılan enerji, kas kasılması ile yapılan mekanik iş, sinir hücrelerinin bir sinyal iletmesi sırasındaki elektrik işi, moleküllerin aktif taşınması veya büyüme için ihtiyaç duyulan maddelerin sentezindeki kimyevi işlerde kullanılır. Böylece hücre, dolayısıyla da biyolojik beden, canlılığını devam ettirebilmek için, Cenab-ı Hakkın Hay ve Muhyi isimlerine ayna olabilecek kıvamda kalır.

Bir gün boyunca mazhar olunan rızıkları düşünelim: Kahvaltıda; ekmek, çay, peynir, zeytin, reçel, yumurta. Öğle yemeğinde; kuru fasulye, pilav, cacık. Akşam yemeğinde; mercimek çorbası, karnıyarık, salata vs. Tabii bir de öğün aralarındaki tatlı, kuruyemiş, meyve, içecek, dondurma vs. var. Yani sadece bir kısmını saydığımız, gün boyu yiyip içilen gıdalar çok çeşitlidir. Bunların hepsinin yağ, asitlik, protein, çözünme gibi hususiyetleri farklıdır.

 

Gıdalar bir bütün olarak dursa da yani bir yumurta, bir elma veya bir nohut, bir buğday tanesi, çok basit yapılı gibi görünse de moleküler veya atomik seviyede incelendiğinde, çok kompleks yapıda oldukları görülür. Mesela, bir pirinç tanesinde demir, fosfor, sodyum, bakır, kalsiyum, magnezyum, manganez, potasyum, çinko, selenyum, askorbik asit, glikoz, B vitaminleri ve daha birçok madde vardır.  Ya da çayı örnek verecek olursak; yapısında kafein, bütanol, hekzanol, tanen, geraniol gibi en az 180 çeşit madde vardır.

 

Enerjimizin Kaynağı Nedir?

 

Sebepler zaviyesinden bakıldığında, enerjimizin kaynağı yediğimiz içtiğimiz gıdalardır. Besin maddelerini karbonhidratlar, yağlar, proteinler, vitaminler ve mineraller şeklinde gruplayabiliriz. Vücudumuzun ihtiyaç duyduğu enerji öncelikle karbonhidratlardan yani şekerden karşılanır; karbonhidratlı bileşikler önce glikoza dönüştürülür daha sonra yakılır. Şeker yetersiz ise yağlar ve zorunlu kalınca proteinler, enerji kaynağı olarak kullanılır. Ağızdan başlayan sindirim olayı mide, bağırsaklar ve on iki parmak bağırsağındaki reaksiyonlarla devam eder.

 

Büyük ve karmaşık moleküllerin parçalanmasıyla meydana gelen küçük moleküller kan yoluyla hücrelere ulaştırılır. İhtiyaç duyulan enerjinin elde edilebilmesi için besin maddelerinin oksijenle tepkime vermesi, yani yanması gerekmektedir. Enerji santrali olan mitokondriye oksijenin de getirilmesiyle reaksiyon meydana gelir.

 

Diğerlerine göre basit bir reaksiyon olan glikozun oksijenle yanarak karbondioksit ve suya dönüşmesi tepkimesinin gösterimi:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Enerji
Yaklaşık 180 gram glikozun yanmasıyla 3000 kj enerji elde edilmektedir.

Kimyasal tepkimelerde genellikle kimyasal bağlar kırılır (koparılır) ve yeni bağlar oluşturulur. Bağların kırılması ortamdan enerji alınarak, oluşması ise ortama enerji verilerek gerçekleştiğinden sistemin enerjisinde değişme gözlenir. Bağ enerjisi1bir molekülün kararlılığının ve büyüklüğünün bir ölçüsüdür. Bağ enerjilerinin büyüklüğüne bakarak bir molekülün bağlarını kırmak için ne kadar enerji gerek­tiğini veya bu bağların oluşması hâlinde ne kadar enerji açığa çıkacağını hesaplayabiliriz. Bazı atomlar arasındaki bağların ortalama bağ enerji değerleri şu şekildedir:

Bağ kj/mol Bağ kj/mol
C-C

C=C

C-O

C=O

 

347

614

358

745

C-H

H-O

O=O

413

467

495

Yukarıda sorduğumuz “Enerjimizin kaynağı nedir?” sorusunun cevabı işte tam buradadır. Yani bize ihsan edilen enerji, tükettiğimiz gıdaları oluşturan molekül ve atomların arasındaki bağlarda depolanmıştır. Mesela yediğimiz gıdanın karbon atomları arasında “C-C” bağı varsa, bu bağın yaratılması sırasında açığa çıkacak veya bu bağın kırılması için gerekli olan enerji 347 kj/mol’dür. Bu değer, hem etteki protein karbon atomları hem de meyvedeki vitamin atomları arasında aynıdır. Biz ne bağı ne de bağdaki enerjiyi görebiliyoruz fakat teorik olarak, ilmî açıklaması bu şekildedir.

Süt ineğin karnında, yumurta tavuğun bünyesinde, buğday toprakta, meyveler ağaçlarda yaratılırken içerdikleri atom ve moleküller arasında bulundurdukları enerjiyle var edilmektedir. Gıdalar maddi olarak elma, patates, bal, maydanoz vs. olarak görünse de atomik seviyede incelediğimizde canlılığımızı sürdürebilmemiz için gerekli olan enerji depolarıdır. Bu enerjini; ihtiyacımız, damak tadımız, duyu organlarımız, sindirim sistemimiz bilinerek var edildiği aşikârdır. Çünkü her birinin tadı, şekli, kokusu, rengi öyle mükemmel bir şekildedir ki yerken içerken ayrı lezzetler alırız.

Gıda maddelerinin molekül ve atomları arasına enerjiyi kim depolamışsa, insanın ihtiyaçlarını da bilen O’dur. Canlılar enerji ayarı gibi harikulade sistemlerle Rabbimiz tarafından donatılmış ve her türlü ihtiyaçları eksiksiz karşılanmaktadır.

Dipnot

 

  1. Bağ enerjisi, maddelerin 1 molündeki atomları bir arada tutan bağları, standart şartlarda kırabilmek için gerekli olan enerjidir.

 

Kaynaklar

Apillioğlu, Orhan, Kimya O’nu Anlatıyor, Muştu Yayınları, 2013.

Dadaşoğlu, Ömer, “Enerji Problemine Çözüm,” Sızıntı, Ağustos, 2012.

Karaca, Faruk ve Cemal Ertaş, Ortaöğretim Kimya 11. Sınıf Ders Kitabı, Paşa Yayıncılık, 2015.

Kavak, Nusret, Ortaöğretim Kimya 10. Sınıf Ders Kitabı, Mega Yayıncılık, 2015.

Yılmaz, İrfan, “Ben Hasan’ın Solunum Sistemiyim,” Organların Dilinden, Muştu Yayınları, 2012.

en.wikipedia.org/wiki/Human_body_temperature

www.merckmanuals.com