Alm. Maschine (f); apparat (m), Fr. Machine (f), İng. Machine. Enerjiyi işe veya başka cins enerjiye çeviren bir düzen. Bütün makinalar bir veya birden fazla mekanizmadan meydana gelir. Fizikte makina deyince, kaldıraç, eğik düzlem, vida, tekerlek, mil ve makara gibi basit makinalar hatırlanır. Bunlardaki genel prensipler bir araya getirilerek, kompleks enerji dönüşümleri yapan lokomotif, dikiş makinası, otomobil, uçak gibi gelişmiş makinalar ortaya çıkmıştır. Halk arasında “otomobil” mânâsında kullanılır.

Makinalar, insan kadar eski olup, insan uzuvları, makina gibi düşünülebilir. Bunlar makinalar için orijinal modellerdir ve karmaşık yapılı makinalar da bunların geliştirilmesiyle ortaya çıkmaktadır. Çok gelişmiş otomatik makinalar ve elektronik makinalar, kompüterler, görünüşte değil, fakat yaptıkları işlerde de insana çok benzerler.

İlk insanlar da medenî idi, çeşitli makinalardan faydalanmışlardı. Âdem aleyhisselâm ve ona îmân edenler şehirlerde yaşardı. Okuma, yazma bilirlerdi. Demircilik, iplik yapmak, kumaş dokumak, çiftçilik, ekmek yapmak gibi sanatları vardı. Altın üzerine para dahi basılmış, mâden ocakları işletilip âletler yapılmıştı. Nûh aleyhisselâmın gemisinin, ateş yanarak, kazanı kaynayarak buharla hareket ettiğini, Kur’ân-ı kerîm açıkça bildirmektedir. Şu hâlde Nûh aleyhisselâm zamanında buharlı makina, dolayısıyla termodinamik biliniyordu. Bu ilmin detayı bugün ancak üniversitelerde okutulmaktadır.

En eski, en önemli ve en yaygın olarak kullanılan basit makinalardan biri kaldıraçtır. Eski Mısır’da inşaat ve zirâat işlerinde kaldıracın kullanıldığı bilinmektedir. Ortaçağ Avrupasında fen duraklamış, gerilemiş ve eski bilgiler unutulmuşken, İslâm âleminde yapılan çalışmaların ve yeni buluşların öğrenilmesiyle rönesans başladı. Beşinci Abbâsî Halifesi Hârûn Reşid (v. 809), Fransa Kralı Büyük Şarlman’la mektuplaşırdı, ona bir duvar saati hediye göndermişti. Avrupalılar, saatin kendi kendine işlediğini görünce, içinde şeytan var, diyecek kadar câhildiler. Osmanlılar zamanında yazılan bir kitapta, su kuvveti ile çalışan torna tezgâhı resmi vardır. İşte Müslümanların bu çalışmaları, teknikte günümüze kadar gelen bütün gelişmelerin temelini teşkil etmiştir.

Makinaların geliştirilip mükemmelleştirilmesi, iki ayrı sahada daha kaydedilen gelişmelerle yakından ilgilidir. Bunlardan biri malzeme, diğeri de enerjidir. Malzeme sahasında demir, enerji sahasında ise kömür bir zamanlar başlıca kaynak iken, daha sonra çeşitli alaşımlar ve enerji kaynakları bulundu. Bu konularda bugün de büyük araştırmalar yapılmaktadır.

Bir makinanın verimi, çıkan enerjinin (alınan enerji) giren enerjiye (verilen enerji) oranıdır. Makina bünyesindeki yüzeyler arasında her zaman mevcut olan sürtünme kuvetleri sebebiyle, makinalardan elde edilen enerji dâimâ, makinaya verilen enerjiden daha azdır.

Yüksek bir verim, enerji kaybının az olması demektir. Düşük bir verim, sürtünme veya ısı enerjisi kayıplarının yüksek olduğunu gösterir. Bir buhar lokomotifi, aldığı enerjinin % 85 kadarını kaybedip, sadece % 15’lik bir verime ulaşabilirken, bir buhar türbininin verimi de % 35 kadardır. Lokomotifin bu büyük enerji kaybı, hareketli parçaların çok oluşundan dolayı sürtünme kayıplarının fazlalığından ve atmosfere atılan buharla giden ısı enerjisinden kaynaklanmaktadır. Halbuki buhar türbininden çıkan kullanılmış buharın ısı enerjisinden de faydalanılmaktadır. Makinanın basit bir kullanılışı, bir oto krikosunda olduğu gibi, az bir kuvvetle büyük bir kuvvet elde etmektir. Kuvvetler arasındaki oran, mekanik fayda olarak adlandırılır ve şöyle formüle edilir:

Gerçek mekanik fayda, kuvvetlerin ölçülmesiyle bulunur. Teorik mekanik fayda ise, sürtünme kayıpları ihmal edildiğinden gerçek değeri vermez. Bir kaldıraçta (ABD) çubuğu, (F) destek noktası ile ikiye bölünmüş durumda. (B) noktasından tatbik edilen kuvvetin D noktasına kadar yer değiştirmesi ile, (A) noktasındaki yük (d) noktasına kaldırılıyor. Burada:

Palanga, ağır bir cismi kaldırmak için tatbik edilen kuvveti, kat kat arttıran bir makinadır. Bir tek makara, yalnızca kuvvetin yönünü değiştirir ve teorik mekanik faydası 1’dir. Daha fazla makaralı palanga kullanarak bu avantaj arttırılabilir. İki makara kullanarak teorik mekanik fayda ikiye çıkar, yâni tatbik edilen kuvvet, yükün yarısı kadardır. Fakat ipin çekilme mesâfesi de, yükün kalktığı mesâfenin iki katıdır.

Makinalar çok çeşitli ve sınıflandırılmaları güçtür. Başlıca makinalar şöyle gruplandırılabilir:

Su makinaları: Suya enerji veren makinalar (tulumba veya pompalar) ve sudan enerji alan makinalar (su türbinleri) olmak üzere iki kısma ayrılırlar.

Su tulumbaları, suyun potansiyel ve kinetik enerjisini artırır. Böylece suyun uzak mesafelere nakli ve daha yüksek seviyelere çıkarılması sağlanır.

Buharla çalışan makinalar: Bunlar da iki kısımdır. Buhar makinaları pistonlu olup, buharın iç enerjisi pistonu hareket ettirir. Buhar türbinlerinde ise buhar önce çarkları çevirir. Böylece buharın iç enerjisinden kinetik enerji elde edilir. Bu enerji ile iş yapılır.

Gaz türbinleri: Buhar türbinlerine benzer. Enerji, buhar yerine yanan gazlardan elde edilir.

İçten yanmalı motorlar: Bu makinalarda, bir yanma odasında yakılan gazlar, pistonu harekete geçirir. Pistonun gelip gitmesi, krank milinde dönme hareketine çevrilir. Döner pistonlu motorlar (Wankel motoru) da vardır. Benzin ve dizel motorları olarak başlıca iki gruba ayrılırlar.

Tepkili motorlar: Etki-tepki prensibi ile çalışırlar. Atmosfer dışındaki hareketler ve aya seyahat, bu motorlarla mümkün olmuştur.

Kompresörler: Hava veya başka gazlara enerji vererek onların basınçlarını yükseltirler.

Vantilatörler ve aspiratörler: Havaya kinetik enerji veren makinalardır.

Kaldırma makinaları: İnsan ve malzemeleri yükseğe kaldıran ve kısa mesâfelere nakleden makinalardır. Asansörler vinçler ve kreynler bu gruba girer.

Takım tezgahları: Malzemeye şekil veren makinalardır. Torna freze, planya gibi tezgahlar bunlardandır.

Elektrik makinaları: Bunlar ya mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çevirirler (dinamo gibi) veya elektrik enerjisini mekanik enerjiye çevirirler (elektrik motorları) veyahut elektrik enerjisini değişik şekilde iletirler (konversitörler ve transformatörler).

İletici makinalar: Bunlar bir enerjiyi başka cins bir enerjiye çevirmez. Belirli bir enerjiyi iletirler. Bu arada hız, kuvvet, yön unsurlarında değişiklik olur. Kayış kasnak ve dişli çarklar bunlardandır.