Il quaderno dell’Energia Classe 3° B S.M.S. Pancalieri a.s.2004/2005.

Il quaderno dell’Energia

Classe 3° B S.M.S. Pancalieri a.s.2004/2005

Può trasformarsi In forme diverse

solare

idraulica

eolica

chimica

cinetica

potenziale

elettrica

nucleare

termica

Fonti

Rinnovabili Non rinnovabili

Eolica Biomasse

Solare

Idraulica

Geotermia

Petrolio

Carbone

Metano

Uranio

Può trasmettersi per

Ma in un sistema chiuso si conserva

irraggiamentoconduzione convezione

Energia

Idroelettrica

Sara e BiancaSara e Bianca

DefinizioneDefinizione

Tutti i fenomeni fisici, chimici e biologici che si manifestano in Tutti i fenomeni fisici, chimici e biologici che si manifestano in natura sono caratterizzati da trasferimenti o trasformazioni di natura sono caratterizzati da trasferimenti o trasformazioni di energia.energia.

La capacità di un corpo di compiere un lavoro viene quindi La capacità di un corpo di compiere un lavoro viene quindi chiamata Energia.chiamata Energia.


Da dove deriva l’energia?Da dove deriva l’energia?

L’energia deriva L’energia deriva direttamente o direttamente o indirettamente dal indirettamente dal Sole!Sole!


Unità di misuraUnità di misura Il joule, che corrisponde a 1N x 1mIl joule, che corrisponde a 1N x 1m La chilo caloria, che corrisponde a 4186 JLa chilo caloria, che corrisponde a 4186 J Il chilowattora, che corrisponde a 3.6 x 10^6 JIl chilowattora, che corrisponde a 3.6 x 10^6 J


Energia idraulicaEnergia idraulica

Energia idraulica significa energia che si ricava Energia idraulica significa energia che si ricava dall’acqua.dall’acqua.

Quando l’acqua del mare viene riscaldata dal sole, Quando l’acqua del mare viene riscaldata dal sole, evapora; successivamente si condensa e ricade evapora; successivamente si condensa e ricade sotto forma di precipitazioni, giungendo anche ad sotto forma di precipitazioni, giungendo anche ad alte quote.alte quote.

Quest’ acqua ha acquistato un’ energia potenziale Quest’ acqua ha acquistato un’ energia potenziale che può essere sfruttata per produrre elettricità.che può essere sfruttata per produrre elettricità.

L’energia idraulica si può così considerare derivata L’energia idraulica si può così considerare derivata dall’ energia del sole.dall’ energia del sole.


Energia chimicaEnergia chimica

L’energia chimica è immagazzinata L’energia chimica è immagazzinata nelle molecole. Si libera durante nelle molecole. Si libera durante una reazione chimica, quando le una reazione chimica, quando le molecole si spezzano e gli atomi si molecole si spezzano e gli atomi si separano.separano.

Nel caso del Sole l’energia dei suoi Nel caso del Sole l’energia dei suoi raggi, può convertirsi in energia raggi, può convertirsi in energia chimica, quando, catturata dalla chimica, quando, catturata dalla clorofilla, viene utilizzata per clorofilla, viene utilizzata per costruire sostanze organiche, costruire sostanze organiche, oppure può convertirsi in energia oppure può convertirsi in energia termica, quando viene assorbita termica, quando viene assorbita da un corpo esposto al Sole.da un corpo esposto al Sole.


Energia eolicaEnergia eolica

Energia eolica significa “energia che si ricava Energia eolica significa “energia che si ricava dal vento”.dal vento”.

Quando due zone della superficie terrestre Quando due zone della superficie terrestre sono differentemente riscaldate dal sole, si sono differentemente riscaldate dal sole, si crea nell’aria sovrastante una differenza di crea nell’aria sovrastante una differenza di pressione, che genera uno spostamento pressione, che genera uno spostamento d’aria: il vento.d’aria: il vento.

Perciò l’energia eolica si può considerare Perciò l’energia eolica si può considerare derivata dall’energia solare, in quanto questa derivata dall’energia solare, in quanto questa è la causa iniziale del movimento dell’aria.è la causa iniziale del movimento dell’aria.


Energia cineticaEnergia cinetica

(Ec) è l’energia che un corpo possiede (Ec) è l’energia che un corpo possiede quando è in movimento e che dipende quando è in movimento e che dipende dalla sua velocità e dalla massadalla sua velocità e dalla massa


Energia potenzialeEnergia potenziale

(E(Epp)e l’energia che un corpo possiede )e l’energia che un corpo possiede quando è in quiete e dipende dalla sua quando è in quiete e dipende dalla sua posizione e dalla massaposizione e dalla massa


Energia elettricaEnergia elettrica

Gli elettroni muovendosi da un punto all’altro del Gli elettroni muovendosi da un punto all’altro del conduttore, devono vincere una certa resistenza; per conduttore, devono vincere una certa resistenza; per fare questo,compiono un lavoro e perciò possiedono fare questo,compiono un lavoro e perciò possiedono energia.energia.

Tale energia viene detta energia elettrica. L’energia Tale energia viene detta energia elettrica. L’energia prodotta nelle centrali viene immessa nei fili delle linee prodotta nelle centrali viene immessa nei fili delle linee di distribuzione ad alta tensione e a bassa intensità, di distribuzione ad alta tensione e a bassa intensità, onde ridurre la resistenza che provocherebbe perdita di onde ridurre la resistenza che provocherebbe perdita di energia sottoforma di calore.energia sottoforma di calore.

In ogni casa è installato un contatore che rileva i consumi In ogni casa è installato un contatore che rileva i consumi di elettricità. Ogni due mesi l’ENEL manda un addetto di elettricità. Ogni due mesi l’ENEL manda un addetto a prendere il numero del contatore e fa pagare a prendere il numero del contatore e fa pagare all’utente i consumi.all’utente i consumi.


Energia nucleareEnergia nucleare

Attualmente una delle alternative è rappresentata Attualmente una delle alternative è rappresentata dall’ energia nucleare ottenuta con particolari dall’ energia nucleare ottenuta con particolari reazioni che sfruttano le proprietà di alcuni reazioni che sfruttano le proprietà di alcuni elementi chimici.elementi chimici.

L’energia nucleare presenta però dei grossi L’energia nucleare presenta però dei grossi inconvenienti. Infatti l’uranio, usato come inconvenienti. Infatti l’uranio, usato come combustibile, emette pericolose radiazioni che combustibile, emette pericolose radiazioni che contaminano i viventi e l’ambiente.contaminano i viventi e l’ambiente.


Energia termicaEnergia termica

Un pezzo di legno che brucia produce Un pezzo di legno che brucia produce calore: la combustione è perciò una calore: la combustione è perciò una trasformazione che cede energia trasformazione che cede energia all’ambiente e viene detta trasformazione all’ambiente e viene detta trasformazione esotermica.esotermica.

L’acqua di una pentola posta sul fuoco L’acqua di una pentola posta sul fuoco utilizza il calore prodotto da un fornello utilizza il calore prodotto da un fornello per raggiungere il punto di ebollizione: per raggiungere il punto di ebollizione: l’ebollizione è dunque una trasformazione l’ebollizione è dunque una trasformazione che richiede energia e viene detta che richiede energia e viene detta trasformazione endotermica.trasformazione endotermica.


Fonti non rinnovabiliFonti non rinnovabili

Le fonti non rinnovabili sono il Le fonti non rinnovabili sono il carbone, il petrolio, il metano e carbone, il petrolio, il metano e l'uranio. Si tratta di materie prime che l'uranio. Si tratta di materie prime che essendo relativamente facili da essendo relativamente facili da ricavare dal sottosuolo sono le più ricavare dal sottosuolo sono le più sfruttate dall'uomo, ma sono anche sfruttate dall'uomo, ma sono anche esauribili e molto inquinanti.esauribili e molto inquinanti.


Fonti rinnovabiliFonti rinnovabili

Sono fonti rinnovabili il sole, il vento, l'acqua, il Sono fonti rinnovabili il sole, il vento, l'acqua, il vulcanesimo e la biomassa, che, pur avendo la vulcanesimo e la biomassa, che, pur avendo la caratteristica di essere inesauribili e non caratteristica di essere inesauribili e non inquinanti, sono ancora poco sfruttate dall'uomoinquinanti, sono ancora poco sfruttate dall'uomo


Energia solareEnergia solare

L’energia solare può essere direttamente L’energia solare può essere direttamente utilizzata per produrre calore o energia utilizzata per produrre calore o energia elettrica, ma può anche essere sfruttata in elettrica, ma può anche essere sfruttata in modo indiretto.modo indiretto.

La maggior parte delle fonti energetiche utilizzate La maggior parte delle fonti energetiche utilizzate ha in qualche modo incorporata energia solare.ha in qualche modo incorporata energia solare.

Per questo si può considerare il Sole come la Per questo si può considerare il Sole come la fonte primaria di energia.fonte primaria di energia.

Dall’energia solare derivano, direttamente o Dall’energia solare derivano, direttamente o indirettamente, l’energia eolica, idraulica, dei indirettamente, l’energia eolica, idraulica, dei combustibili fossili, delle biomassecombustibili fossili, delle biomasse


EolicaEolica

Lo sfruttamento Lo sfruttamento dell'energia del vento, o dell'energia del vento, o eolica, ora viene usata eolica, ora viene usata prevalentemente per prevalentemente per l'energia elettrica. l'energia elettrica. L'energia eolica può L'energia eolica può essere sfruttata solo essere sfruttata solo nelle zone ventose nelle zone ventose molto ventose e molto ventose e soprattutto dove la soprattutto dove la direzione e l'intensità del direzione e l'intensità del vento sono abbastanza vento sono abbastanza regolari. regolari.


BiomassaBiomassa

Per biomassa si intende Per biomassa si intende l’insieme di prodotti che l’insieme di prodotti che derivano da organismi derivano da organismi animali e vegetali e perciò animali e vegetali e perciò anche tutti i rifiuti urbani e anche tutti i rifiuti urbani e agricoli.agricoli.

In Italia sono in funzione alcuni In Italia sono in funzione alcuni impianti che utilizzano non impianti che utilizzano non solo i rifiuti urbani, ma anche solo i rifiuti urbani, ma anche gli scarti dell’industria olearia gli scarti dell’industria olearia e tessile.e tessile.

Attraverso fermentazioni dovute Attraverso fermentazioni dovute a batteri anaerobi si ottiene il a batteri anaerobi si ottiene il biogas, una miscela costituita biogas, una miscela costituita per il 70% da metano.per il 70% da metano.


SolareSolare

L'energia solare è disponibile in L'energia solare è disponibile in quantità illimitata e rappresenta quantità illimitata e rappresenta per l'uomo l'unica risorsa per l'uomo l'unica risorsa facilmente reperibile e non facilmente reperibile e non inquinante. Tuttavia non è inquinante. Tuttavia non è ancora stato trovato un metodo ancora stato trovato un metodo sufficientemente economico per sufficientemente economico per sfruttarla in larga scala.sfruttarla in larga scala.

Inoltre, la distribuzione Inoltre, la distribuzione dell'energia solare sulla dell'energia solare sulla suprficie terrestre dipende dalla suprficie terrestre dipende dalla posizione del sole rispetto alla posizione del sole rispetto alla terra.terra.

Il metodo più diffuso e semplice Il metodo più diffuso e semplice per catturare l'energia solare è per catturare l'energia solare è quello che utilizza i pannelli quello che utilizza i pannelli solari o le solari o le celle celle fotovoltaichefotovoltaiche per per la produzione di energia la produzione di energia elettricaelettrica


IdraulicaIdraulica

Per molti secoli l’energia idraulica è stata utilizzata con l’unico Per molti secoli l’energia idraulica è stata utilizzata con l’unico scopo di azionare mulini e altri semplici macchine, ma scopo di azionare mulini e altri semplici macchine, ma attualmente è usata nelle centrali idroelettriche.attualmente è usata nelle centrali idroelettriche.

Un impianto idrico può essere sfruttato solo in zone dotate di una Un impianto idrico può essere sfruttato solo in zone dotate di una particolare struttura idrogeologica. Per alcuni anni l’uso del particolare struttura idrogeologica. Per alcuni anni l’uso del petrolio ha fatto trascurare l’energia dell’acqua, ma ora si tende petrolio ha fatto trascurare l’energia dell’acqua, ma ora si tende a ripristinare le centrali idroelettriche.a ripristinare le centrali idroelettriche.

Anche l’acqua del mare può essere utilizzataAnche l’acqua del mare può essere utilizzata per produrre energia.per produrre energia.Negli USA si stanno studiando le possibilitàNegli USA si stanno studiando le possibilità di ottenere energia sfruttando le correnti marine.di ottenere energia sfruttando le correnti marine.


GeotermiaGeotermia

Il magma, infiltrandosi nelle spaccature Il magma, infiltrandosi nelle spaccature della crosta terrestre può risalire nella della crosta terrestre può risalire nella superficie dando luogo ai fenomeni superficie dando luogo ai fenomeni vulcanici oppure può riscaldare l’acqua vulcanici oppure può riscaldare l’acqua delle falde sotterranee.delle falde sotterranee.

La crosta terrestre racchiude quindi La crosta terrestre racchiude quindi enormi quantità di energia termica che enormi quantità di energia termica che può essere sfruttata solo in alcune zone può essere sfruttata solo in alcune zone della Terra.della Terra.

In Islanda da molti anni l’energia In Islanda da molti anni l’energia geotermica dei geyser, getti d’acqua geotermica dei geyser, getti d’acqua bollente, viene usata per riscaldare intere bollente, viene usata per riscaldare intere cittàcittà


PetrolioPetrolio Il termine petrolio significa "olio proveniente dalla Il termine petrolio significa "olio proveniente dalla

pietra", pur essendo noto fin dall'antichità in pietra", pur essendo noto fin dall'antichità in alcune zone dove affiorava naturalmente. Il alcune zone dove affiorava naturalmente. Il primo uso venne fatto in Pennsylvania nel 1859, primo uso venne fatto in Pennsylvania nel 1859, da allora è diventato il combustibile più usato da allora è diventato il combustibile più usato per il riscaldamento e l'illuminazione; il petrolio è per il riscaldamento e l'illuminazione; il petrolio è un liquido oleoso di colore bruno verdastro un liquido oleoso di colore bruno verdastro costituito da una miscela di idrocarburi.costituito da una miscela di idrocarburi.

I giacimenti sono raggiunti trivellando il terreno e I giacimenti sono raggiunti trivellando il terreno e il petrolio viene estratto con particolari pompe.il petrolio viene estratto con particolari pompe.

I maggiori produttori di petrolio sono: I maggiori produttori di petrolio sono: I paesi del Medio Oriente (Arabia Saudita, I paesi del Medio Oriente (Arabia Saudita,

Afghanistan, Iraq, ecc.)Afghanistan, Iraq, ecc.) Gli Stati uniti Gli Stati uniti L'ex Unione SovieticaL'ex Unione Sovietica L'IndonesiaL'Indonesia La CinaLa Cina Il Venezuela Il Venezuela


CarboneCarbone

Il carbone conosciuto fin dall' antichità è stato sfruttato solo a Il carbone conosciuto fin dall' antichità è stato sfruttato solo a partire da XlX secolo e da allora è stato la principale fonte di partire da XlX secolo e da allora è stato la principale fonte di energia, arrivando a coprire il 90% del fabbisogno mondiale.energia, arrivando a coprire il 90% del fabbisogno mondiale.

il declino del carbone è iniziato subito dopo la 2^ Guerra mondiale il declino del carbone è iniziato subito dopo la 2^ Guerra mondiale ed è stato causato daqlla concorrenza del petrolio, più facile da ed è stato causato daqlla concorrenza del petrolio, più facile da estrarre e da lavorare.estrarre e da lavorare.

il carbone si è formato milioni di anni fa quando intere foreste furono il carbone si è formato milioni di anni fa quando intere foreste furono sommerse dalle acque e ricoperte dai segmenti.sommerse dalle acque e ricoperte dai segmenti.

In ambiente privo di ossigeno (H2O); il legno è stato traformato dai In ambiente privo di ossigeno (H2O); il legno è stato traformato dai batteri anaerobi (che vivono in assenza di ossigeno) il carbone batteri anaerobi (che vivono in assenza di ossigeno) il carbone fossile.fossile.

I maggiori produttori di carbone sono gli Stati Uniti, la Cina, l'ex. I maggiori produttori di carbone sono gli Stati Uniti, la Cina, l'ex. unione Sovietica, il Canada, il Sud Africa, la Germania e l'Inghilterra. unione Sovietica, il Canada, il Sud Africa, la Germania e l'Inghilterra. La crisi petrolifera e gli alti prezzi raggiunti dal greggio negli ultimi La crisi petrolifera e gli alti prezzi raggiunti dal greggio negli ultimi anni hanno fatto ritornare d'attualità il carbone, le cui scorte non si anni hanno fatto ritornare d'attualità il carbone, le cui scorte non si esauriranno prima di duecentocinquant' anni.esauriranno prima di duecentocinquant' anni.


MetanoMetano

Il metano è un idrocarburo presente nel gas naturale Il metano è un idrocarburo presente nel gas naturale dei giacimenti petroliferi.dei giacimenti petroliferi.

E' incolore e inodore ed è il più semplice degli E' incolore e inodore ed è il più semplice degli idrocarburi, avendo la molecola costituita da quattro idrocarburi, avendo la molecola costituita da quattro atomi di idrogeno e da un atomo di carbonio (CH4).atomi di idrogeno e da un atomo di carbonio (CH4).

Ha le stesse origini del petrolio ma si trova anche nelle Ha le stesse origini del petrolio ma si trova anche nelle paludi e nelle miniere , ed è molto usato per usi paludi e nelle miniere , ed è molto usato per usi domestici. in italia ci sono discreti giacimenti di metano domestici. in italia ci sono discreti giacimenti di metano ma non sono sufficienti per coprire il fabbisogno della ma non sono sufficienti per coprire il fabbisogno della nazione, per questo motivo viene importato da vari nazione, per questo motivo viene importato da vari paesi dell' ex Unione Sovietica.paesi dell' ex Unione Sovietica.


Energia idroelettricaEnergia idroelettrica

L'acqua viene sfruttata per produrre energia L'acqua viene sfruttata per produrre energia elettrica nelle centrali idroelettriche. L'uomo elettrica nelle centrali idroelettriche. L'uomo costruisce la diga per chiudere il bacino costruisce la diga per chiudere il bacino artificiale di raccolta dell'acqua. In genere la artificiale di raccolta dell'acqua. In genere la diga viene costruita in montagna, in modo diga viene costruita in montagna, in modo da sfruttare l'energia potenziale che l'acqua da sfruttare l'energia potenziale che l'acqua possiede quando si trova in alto e può possiede quando si trova in alto e può scendere. Attraverso le condotte forzate scendere. Attraverso le condotte forzate l'acqua precipita a valle, sviluppando l'acqua precipita a valle, sviluppando energia cinetica, cioè di movimento. Giunta energia cinetica, cioè di movimento. Giunta all'interno della centrale, alla base delle all'interno della centrale, alla base delle condotte, l'acqua mette in moto una ruota condotte, l'acqua mette in moto una ruota simile a quella che si trova nei mulini, la simile a quella che si trova nei mulini, la turbina, che trasforma l'energia cinetica in turbina, che trasforma l'energia cinetica in energia meccanica. La turbina è collegata al energia meccanica. La turbina è collegata al generatore, che trasforma l'energia generatore, che trasforma l'energia meccanica in energia elettrica. Attraverso i meccanica in energia elettrica. Attraverso i cavi l'energia elettrica viene poi trasportata cavi l'energia elettrica viene poi trasportata ovunque, anche nelle nostre case, dove ovunque, anche nelle nostre case, dove viene utilizzata per far funzionare gli viene utilizzata per far funzionare gli apparecchi elettrici quali televisore e apparecchi elettrici quali televisore e frigorifero e dove la lampada a frigorifero e dove la lampada a incandescenza traforma l'energia elettrica incandescenza traforma l'energia elettrica in energia luminosa. in energia luminosa.


UranioUranio

L' uranio è un elemento radioattivo che L' uranio è un elemento radioattivo che principalmente serve per produrre l'energia principalmente serve per produrre l'energia elettrica .elettrica .

I paesi più ricchi di uranio sono: gli Stati Uniti, I paesi più ricchi di uranio sono: gli Stati Uniti, la Francia, il Canada e il Sud Africa mentre in la Francia, il Canada e il Sud Africa mentre in Italia è presente in minima quantità. La scorta Italia è presente in minima quantità. La scorta mondiale di uranio è all'incirca 1/4 di quella del mondiale di uranio è all'incirca 1/4 di quella del petrolio e si prevede che possa bastare per le petrolio e si prevede che possa bastare per le centrali attualmente in funzione per qualche centrali attualmente in funzione per qualche decennio.decennio.


L’energia si trasformaL’energia si trasforma

Una delle caratteristiche dell’energia è la capacità di Una delle caratteristiche dell’energia è la capacità di passare da un corpo all’altro assumendo forme passare da un corpo all’altro assumendo forme diverse.diverse.

La maggior parte dell’energia solare deriva dal Sole La maggior parte dell’energia solare deriva dal Sole sottoforma di energia luminosa e di energia termica. sottoforma di energia luminosa e di energia termica. Per tale motivo l’energia solare è considerata primaria Per tale motivo l’energia solare è considerata primaria così come l’energia geotermica,l’energia del mare e così come l’energia geotermica,l’energia del mare e l’energia nucleare. Lo scienziato inglese James Joule, l’energia nucleare. Lo scienziato inglese James Joule, nel 1845, fece un esperimento per dimostrare la nel 1845, fece un esperimento per dimostrare la trasformazione dell’energia meccanica in energia trasformazione dell’energia meccanica in energia termica.termica.


L’energia si conservaL’energia si conserva

L’energia cambia aspetto ma nel passare L’energia cambia aspetto ma nel passare da una forma all’altra non va perduta.da una forma all’altra non va perduta.

Il principio di conservazione dell’energia Il principio di conservazione dell’energia afferma che l‘energia non si crea e non si afferma che l‘energia non si crea e non si distrugge ma si trasforma.distrugge ma si trasforma.

Il quaderno dell’Energia Classe 3° B S.M.S. Pancalieri a.s.2004/2005.

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