PROGETTO A CURA DI PROGETTO A CURA DI VERONICA BERTAZZI VERONICA BERTAZZI E ROSA CACCIOPPOLI E ROSA CACCIOPPOLI

SCUOLA MEDIA QR S.LUCIA CLASSE 3°ASCUOLA MEDIA QR S.LUCIA CLASSE 3°AANNO SCOLASTICO 2006-2007ANNO SCOLASTICO 2006-2007

INSEGNANTE : PROF. PIERO VANZETTI TECNOLOGIA INSEGNANTE : PROF. PIERO VANZETTI TECNOLOGIA

1. FORME E TRASFORMAZIONI2. UNITA’ DI MISURA3. TRASFORMAZIONI DELL’ENERGIA4. ENERGIA E FONTI ENERGETICHE NELLA STORIA5. FONTI ENERGETICHE DERIVATE DAL SOLE6. FOTOSINTESI CLOROFILLIANA7. LE PIANTE8. COMBUSTIBILI FOSSILI9. ELEMENTI NATURALI10. IRRAGGIAMENTO DIRETTO

ENERGIAENERGIA

FORME E TRASFORMAZIONI

Si può definire energia la capacità dei corpi o di fenomeni di produrre in qualsiasi maniera lavoro.

L’energia può trovarsi sotto forme diverse, quali ad L’energia può trovarsi sotto forme diverse, quali ad esempio: la capacità di compiere lavoro direttamente esempio: la capacità di compiere lavoro direttamente con il proprio movimento (con il proprio movimento (ENERGIA MECCANICAENERGIA MECCANICA), come ), come nel caso di una cascata d’acqua o di un colpo di nel caso di una cascata d’acqua o di un colpo di martello; oppure la possibilità per un corpo di martello; oppure la possibilità per un corpo di combinarsi con altri (combinarsi con altri (ENERGIA CHIMICAENERGIA CHIMICA), come nei ), come nei combustibili e nelle pile elettriche; o ancora la combustibili e nelle pile elettriche; o ancora la proprietà di un corpo di avere calore (proprietà di un corpo di avere calore (ENERGIA ENERGIA TERMICATERMICA); o la particolare situazione di potenziale ); o la particolare situazione di potenziale elettrico di un corpo (elettrico di un corpo (ENERGIA ELETTRICAENERGIA ELETTRICA).).L’energia quindi non si crea,non si distrugge, ma semplicemente si converte passando da una forma all’altra.

UNITA’ DI MISURA DELL’ENERGIA E DEL UNITA’ DI MISURA DELL’ENERGIA E DEL LAVORO: JOULELAVORO: JOULE

J=N·m (NEWTON PER METRO)Altre forme di energia o derivate da Altre forme di energia o derivate da

quelle fondamentali possono essere:quelle fondamentali possono essere:--energia potenziale energia potenziale --energia cinetica energia cinetica --energia elastica energia elastica --energia nucleareenergia nucleare--energia radianteenergia radiante

L’energia termicaL’energia termica può convertirsi, mediante una può convertirsi, mediante una macchina a vapore o a turbina, in energia macchina a vapore o a turbina, in energia meccanica; questa si può trasformare in termica meccanica; questa si può trasformare in termica con l’attrito.con l’attrito.

L’energia chimicaL’energia chimica contenuta nei combustibili si contenuta nei combustibili si trasforma, con la combustione, in energia termica o trasforma, con la combustione, in energia termica o in energia meccanica tramite il motore a in energia meccanica tramite il motore a combustione interna.combustione interna.

L’energia meccanicaL’energia meccanica può essere trasformata in può essere trasformata in energia elettrica con la energia elettrica con la dinamo o con l’alternatore.

L’energia elettrica può convertirsi, mediante un motore elettrico, in energia meccanica, o in termica con una resistenza elettrica.

Ecc. ecc.

TRASFORMAZIONI TRASFORMAZIONI DELL’ENERGIADELL’ENERGIA

En.Termica

En.Chimica

En.Meccanica

En.Elettrica

AttritoMacchine a vapore-turbine

Pila-accumulatoreAccumulator

e

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Moto

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I primi uomini non avevano a I primi uomini non avevano a disposizione altra energia che disposizione altra energia che quella derivante dal quella derivante dal cibo cibo :energia:energia chimica (energia muscolare chimica (energia muscolare termica). Un radicale cambiamento termica). Un radicale cambiamento si attuò circa mezzo milione di anni si attuò circa mezzo milione di anni fa con la scoperta delfa con la scoperta del fuoco fuoco,che ,che l’uomo utilizzò per il riscaldamento l’uomo utilizzò per il riscaldamento e la cottura dei cibi. La e la cottura dei cibi. La trasformazione successiva trasformazione successiva dell’uomo primitivo da semplice dell’uomo primitivo da semplice cacciatore e raccoglitore di ciò che cacciatore e raccoglitore di ciò che la natura gli offriva la natura gli offriva spontaneamente, a coltivatore e spontaneamente, a coltivatore e allevatore, richiese nuove forme di allevatore, richiese nuove forme di energia. L’ energia. L’ addomesticamento di addomesticamento di animalianimali da tiro rappresentò allora da tiro rappresentò allora

Energia e fonti energetiche nella storiaEnergia e fonti energetiche nella storia

la scoperta di come produrre energia di tipo meccanico da adibire, alla lavorazione della terra(aratura) e dei prodotti(per esempio la macinazione). L’ energia allora impiegata era sempre l’energia solare, accumulata attraverso il processo di fotosintesi clorofilliana nei vegetali. Altre forme disponibili di energia erano quelle del vento e delle acque dei fiumi: l’introduzione della vela nella navigazione sostituì in parte l’uso dei remi

e permise la realizzazione di imbarcazioni più grandi favorendo i commerci, mulini più perfezionati ed efficienti, ad acqua e a vento portarono vantaggi per la produzione alimentare ma molte delle fatiche erano ancora a carico dell’uomo e in generale degli schiavi. Il fenomeno della schiavitù è durata fino allo scorso secolo (1800) e solamente la diffusione delle tecniche della produzione industriale (introduzione della macchina) ha portato all’abolizione della schiavitù. l’introduzione della macchina si ebbe a seguito di innovazioni energetiche come l’utilizzazione della

MACCHINA A VAPORE, applicata immediatamente all’industria ed ai trasporti (locomotiva a vapore e bastimenti a vapore). Le possibilità energetiche che ne scaturirono furono enormi:l’energia chimica del carbone tramite la macchina a vapore poteva essere trasformata in energia meccanica (carbone energia chimica combustione-energia termica macchina a vapore = energia meccanica).

È l’epoca delle miniere di carbone,della prima produzione industriale del ferro,del È l’epoca delle miniere di carbone,della prima produzione industriale del ferro,del grande sviluppo della popolazione e dei commerci;è la nascita dellegrande sviluppo della popolazione e dei commerci;è la nascita delle rivoluzione industrialerivoluzione industriale..

Il dominio delIl dominio del carbone carbone è durato a lungo fino a tutto l’800. Agli inizi del 20 secolo è durato a lungo fino a tutto l’800. Agli inizi del 20 secolo fanno la loro apparizione le prime applicazioni fanno la loro apparizione le prime applicazioni dell’elettricità e del motore a dell’elettricità e del motore a scoppio.scoppio. Quest’ ultimo da impulso alla produzione del Quest’ ultimo da impulso alla produzione del petroliopetrolio, il quale non , il quale non richiede tutto il lavoro umano che era invece necessario per l’estrazione del richiede tutto il lavoro umano che era invece necessario per l’estrazione del carbone. Il petrolio si rivelerà un materiale sempre più prezioso, utilizzabile, carbone. Il petrolio si rivelerà un materiale sempre più prezioso, utilizzabile, attraverso processi di attraverso processi di raffinazioneraffinazione, per la realizzazione di una grande quantità , per la realizzazione di una grande quantità di prodotti. Il 20° secolo ha trovato nel petrolio la sua principale fonte di di prodotti. Il 20° secolo ha trovato nel petrolio la sua principale fonte di energia, ma le risorse di petrolio sono limitate e quindi esauribili. La principale energia, ma le risorse di petrolio sono limitate e quindi esauribili. La principale e più utilizzata forma di energia del 20° e 21° secolo è l’e più utilizzata forma di energia del 20° e 21° secolo è l’energia elettrica.energia elettrica.

Inquinamento del petrolio EstrazioneInquinamento del petrolio Estrazione

FONTI ENERGETICHE DERIVATE DAL FONTI ENERGETICHE DERIVATE DAL SOLESOLE

Il 95% delle fonti energetiche sono derivate dal sole. Mentre il Il 95% delle fonti energetiche sono derivate dal sole. Mentre il 5% delle energie rimanenti non derivate dal sole sono: 5% delle energie rimanenti non derivate dal sole sono: l’energia nucleare, quelle ricavate dalla terra (GEOTERMIA), l’energia nucleare, quelle ricavate dalla terra (GEOTERMIA), e il moto delle maree.e il moto delle maree.

ELEMENTI NATURALIFOTOSINTESI IERI

IRRAGGIAMENTODIRETTO

FOTOSINTESI OGGI

FOTOSINTESI CLOROFILLIANAFOTOSINTESI CLOROFILLIANA

MOLECOLE DI CLOROFILLA

+ENERGIA

LUMINOSA

SOLE

SCISSIONE MOLECOLA

DELL’ACQUAH2O

OSSIGENO ARIA

RESPIRAZIONERESPIRAZIONE

COMBUSTIONECOMBUSTIONE

IDROGENO

+ANIDRIDE

CARBONICA

ARIA

SINTESI DI SINTESI DI CARBOIDRATI CARBOIDRATI COMPLESSICOMPLESSI ⇨⇨VEGETALIVEGETALI

Il meccanismo che è alla base e permette l’ accumulo di energia nei vegetali è Il meccanismo che è alla base e permette l’ accumulo di energia nei vegetali è la funzione clorofilliana (fotosintesi). La pianta assorbe dall’aria l’anidride la funzione clorofilliana (fotosintesi). La pianta assorbe dall’aria l’anidride carbonica: all’interno della foglia la luce riesce a combinare l’anidride carbonica: all’interno della foglia la luce riesce a combinare l’anidride carbonica con l’acqua, così da ottenere amido (che è il primo componente carbonica con l’acqua, così da ottenere amido (che è il primo componente della catena alimentare) ed ossigeno che viene immesso nell’ambiente. della catena alimentare) ed ossigeno che viene immesso nell’ambiente. L’ossigeno viene utilizzato dagli organismi viventi per la respirazione e per L’ossigeno viene utilizzato dagli organismi viventi per la respirazione e per la combustione di sostanze nutritive (cibo), producendo così anidride la combustione di sostanze nutritive (cibo), producendo così anidride carbonica che la pianta può assorbire nuovamente. carbonica che la pianta può assorbire nuovamente. FOTOSINTESI CLOROFILLIANA

LE PIANTE

FORAGGERE BIOMASSAALIMENTARI ALBERI

Animali uomo legno biogas

EN. MECCANICAEN. MECCANICAE TERMICAE TERMICA

EN. MECCANICAEN. MECCANICAE TERMICAE TERMICA EN. TERMICAEN. TERMICA EN. TERMICAEN. TERMICA

La luce del sole viene catturata ogni giorno dalle foglie. Attraverso la fotosintesi clorofilliana questa energia viene immagazzinata nelle piante sotto forma di sostanze chimiche, ricche di energia.

COMBUSTIBILI FOSSILICOMBUSTIBILI FOSSILI

CARBONE PETROLIO GAS NATURALE

COMBUSTIONE COMBUSTIONE COMBUSTIONE

EN. TERMICA EN. TERMICA EN. TERMICA

La luce del sole è stata immagazzinata dagli organismi vegetali e animali vissuti molti milioni di anni fa.Oggi questa energia la troviamo nei combustibili fossili situati nel sottosuolo.

L’energia raggiante del sole è l’energia (luce, calore …) che arriva ogni giorno sul nostro L’energia raggiante del sole è l’energia (luce, calore …) che arriva ogni giorno sul nostro pianeta. Essa deriva dalla fusione nucleare che avviene in continuazione nel sole. pianeta. Essa deriva dalla fusione nucleare che avviene in continuazione nel sole. L’energia raggiante del sole viene assorbita dagli elementi naturali (aria, acqua,suolo) L’energia raggiante del sole viene assorbita dagli elementi naturali (aria, acqua,suolo) che diventano a loro volta fonti di energia cinetica (di movimento) che diventano a loro volta fonti di energia cinetica (di movimento)

ELEMENTI NATURALI

VENTI ACQUA

MULINI A VENTO CENTRALI

IDROELETTRICHE

EN. MECCANICA EN. ELETTRICA

CENTRALIEOLICHE

MULINI ADACQUA

EN. MECCANICAEN. ELETTRICA

IRRAGIAMENTO IRRAGIAMENTO DIRETTODIRETTO

L’energia solare può essere sfruttata direttamente per innalzare la energia solare può essere sfruttata direttamente per innalzare la temperatura dell’acqua o di un fluido (pannelli solari) o per temperatura dell’acqua o di un fluido (pannelli solari) o per conversione diretta di energia elettrica (celle fotovoltaiche) ; è conversione diretta di energia elettrica (celle fotovoltaiche) ; è un’energia pulita e inesauribile che non inquina e che non contamina, un’energia pulita e inesauribile che non inquina e che non contamina, distribuita, anche se in modo non uniforme, su tutto il globo.distribuita, anche se in modo non uniforme, su tutto il globo.

IRRAGGIAMENTO DIRETTO

CALORE(en. Termica)

LUCE

PANNELLI SOLARI

CENTRALI A SPECCHI

•Acqua calda•Riscaldamento(EN. TERMICA)

•Caldaia – vapore –turbina

alternatore( EN. ELETTRICA)

CELLEFOTOVOLTAICHE

•Pannelli fotovoltaici(EN. ELETTRICA)