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Parliamo di energia

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Che cos'è l'energiaenergia
Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
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Che cos'è l'energia?Chi legge questa pagina sta impiegando energia. Un po’ ne adopera adesso mentre naviga da una pagina all’altra, un po’ ne sta utilizzando per mantenere nel suo corpo le funzioni vitali.

Molta più energia è stata spesa prima, nel lungo processo industriale che ha portato alla produzione di quella energia elettricaenergia elettrica
Forma di energia ottenibile dalla trasformazione di altre forme di energia primaria (combustibili fossili o rinnovabili) attraverso tecnologie e processi di carattere termodinamico (ovvero che coinvolgono scambi di calore) che avvengono nelle centrali elettriche. La sua qualità principale sta nel fatto che è facilmente trasportabile e direttamente utilizzabile dai consumatori finali. Si misura in Wh (wattora), e corrisponde all'energia prodotta in 1 ora da una macchina che ha una potenza di 1 W.
che permette di mantenere acceso il monitor del pc, la lampada sulla scrivania e forse anche la climatizzazione della camera.

E' molto importante capire che cos'è l'energia perchè in realtà essa non si crea e neppure si consuma, ma si trasforma continuamente, apparendo di volta in volta sotto varie forme.

E quindi, che cos'è l'energia e quali sono le sue forme?

Non è facile dare una definizione di energia, perché non è un qualcosa di tangibile, concreto: per comprendere cos’è bisognerebbe capire cosa fa. L’energia, infatti, non la vediamo, ma in ogni momento della nostra vita ne percepiamo la presenza e l’utilità.

Fisicamente parlando, l’energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici.

 

 

Energia CineticaEnergia Cinetica
Energia di movimento, ovvero l'energia che un corpo possiede in virtù del fatto che si sta muovendo. La massa d'acqua di una cascata possiede energia cinetica, per esempio. Un corpo di massa M, infatti, muovendosi a velocità V, ha in sé la capacità di compiere un lavoro, ovvero di 'far muovere' qualcos'altro mentre cade o si muove. L'energia cinetica è data dall'espressione: Ec=1/2 x M x V2.
> Energia MeccanicaEnergia Meccanica
Somma dell'energia potenziale e dell'energia cinetica che in un mondo ideale privo di attriti rimarrebbe costante. In realtà in tutti i processi fisici parte dell'energia meccanica viene dissipata dalle forze d'attrito, ma non scompare nel nulla: essa si trasforma nell'energia interna delle molecole che costituiscono i corpi tra cui c'è stato attrito ed è accompagnata da un aumento di temperatura. Facciamo l' esempio di un sasso che cade. Durante il moto dell'oggetto l'energia cinetica e l'energia potenziale assumono valori diversi istante per istante. In particolare, l'energia cinetica aumenta (perché cresce la velocità) e quella potenziale gravitazionale diminuisce (perché l'altezza diminuisce). Nonostante queste grandezze cambino continuamente, la loro somma rimane costante in assenza di attriti. Ma visto che gli attriti esistono, parte del l'energia meccanica viene dispersa e, alla fine, si ritrova sotto forma di calore del sasso e dell'aria che, sebbene in modo impercettibile, si sono portati ad una temperatura maggiore.
> Energia Elettrica

Energia cinetica: energia di movimento, ovvero l’energia che un corpo possiede in virtù del fatto che si sta muovendo. La massa d’acqua di una cascata possiede energia cinetica, per esempio.

Un corpo di massa m, infatti, muovendosi a velocità v, ha in sé la capacità di compiere un lavoro l, ovvero di ‘far muovere’ qualcos’altro mentre cade o si muove. Se esso incontra sul suo percorso un altro corpo, compie un’azione (lavoro) che può mettere in movimento il corpo urtato, lo può deformare, ecc.

Ritornando alla massa d’acqua, essa cadendo, può azionare una turbina, mettendola in rotazione.

Un generatoregeneratore
Dispositivo che traforma l'energia meccanica in energia elettrica.
elettrico trasformerà successivamente l’energia di movimento rotatorio della turbina (le cui pale posseggono una certa velocità mentre girano) in energia elettrica (su questo principio si basa il funzionamento delle centrali idroelettriche).

L’espressione matematica dell’energia cinetica è: K=1/2*m*v2

Energia potenzialeEnergia potenziale
Energia posseduta da un corpo in virtù della posizione occupata all'interno di un campo. Essa esprime la possibilità di compiere del lavoro che il corpo avrebbe in particolari condizioni perché sottoposto ad una forza. L'energia potenziale è definibile solo per un particolare tipo di forze, dette conservative, che hanno la proprietà di produrre un lavoro dipendente solo dal punto iniziale e finale del moto e non dalla specifica traiettoria.
: energia dovuta alla posizione e alla configurazione di un corpo nello spazio e delle particelle che lo compongono.

Un oggetto può avere la capacità di compiere lavoro in conseguenza del fatto che si trovi immerso in un campo elettrico (energia potenziale elettrica), in un campo magnetico o nel campo gravitazionale generato dalla Terra (energia potenziale gravitazionale). In quest’ultimo caso è bene precisare che questa forma di energia non è proprietà esclusiva dell’oggetto, ma del sistema Terra + oggetto: infatti se non esistesse la terra non esisterebbe neppure la forza di gravità che è in grado di compiere lavoro quando l’oggetto cade da una certa altezza.

Ad esempio, nel caso di utilizzo di bacini artificiali asserventi impianti idroelettrici, l’uomo sfrutta la quota altimetrica a cui si trova l’acqua per farla discendere ad alte velocità verso valle ed azionare le pale di una turbina. Rispetto all’esempio precedente si aggiunge quindi un’altra forma di energia, quella potenziale gravitazionale.

 

Energia Potenziale Gravitazionale > Energia Cinetica > Energia Meccanica > Energia Elettrica

Oltre all’energia potenziale gravitazionale, l’energia potenziale in realtà può assumere anche altre forme come ad esempio:

- Energia potenziale elastica: è il caso per esempio di una molla che è stata compressa di un certo tratto s e che ha la capacità di ritornare indietro, nella sua posizione di equilibrio iniziale. Muovendosi, l’energia potenziale elastica della molla si converte in energia cinetica: in questo caso l’energia potenziale diminuisce, mentre quella cinetica aumenta.

- Energia potenziale chimica: energia che è ‘contenuta’ nei legami chimici delle molecole. A tutti i legami chimici è associato un certo quantitativo di energia, infatti rompere questi legami può richiedere energia (è il caso per esempio dei processi endotermici utilizzati nelle raffinerie per ottenere benzina a partire dalle frazioni più pesanti del petroliopetrolio
Combustibile di colore da bruno chiaro a nero, costituito essenzialmente da una miscela di idrocarburi. Si è formato per azioni chimiche, fisiche e microbiologiche da resti di microorganismi (alghe, plancton, batteri) che vivevano in ambiente marino addirittura prima della comparsa dei dinosauri sulla terra. I principali composti costituenti del petrolio appartengono alle classi delle paraffine, dei nafteni e degli aromatici, che sono composti organici formati da carbonio e idrogeno e le cui molecole sono disposte secondo legami di varia natura.
greggiogreggio
Petrolio estratto che non ha ancora subito un processo di raffinazione.
che richiedono molto calore per poter avvenire) o può comportare un rilascio di energia termicaenergia termica
Calore.
all’ambiente esterno (esattamente ciò che avviene nei processi esotermici, quali la combustionecombustione
Processo chimico esotermico (ovvero che comporta sviluppo di calore) in cui il combustibile si combina con l'ossigeno presente nell'aria oppure appositamente separato (comburente). La reazione di combustione avviene previo innesco localizzato (accensione).
). Anche l’uomo utilizza l’energia chimica del cibo: con la digestione infatti si rompono i legami chimici delle molecole per renderli più assimilabili dal corpo e per poterne poi ricavare energia per vivere.

La somma dell’energia potenziale più quella cinetica corrisponde all'energia meccanica, che, in un mondo ideale privo di attriti rimarrebbe costante.

Che cos'è l'energia?In realtà in tutti i processi fisici parte dell’energia meccanica viene dissipata dalle forze d’attrito, ma non scompare nel nulla: essa si trasforma nell’energia interna delle molecole che costituiscono i corpi tra cui c’è stato attrito ed è accompagnata da un aumento di temperatura (quando fa freddo e ci sfreghiamo le mani queste si riscaldano proprio per effetto dello strofinamento).

Anche il calore è una forma di energia (energia termica), o meglio rappresenta un’energia in transito, che si trasferisce tra due corpi che si trovano inizialmente a T diverse. Un corpo freddo possiede meno energia termica rispetto ad un corpo caldo e quando questi vengono posti in contatto l’afflusso di calore aumenta l’energia interna del corpo a T inferiore.


 

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