Il quaderno dell’Energia

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

2. Energia Ma in un sistema chiuso si conserva Può trasformarsi In forme diverse solare idraulica eolica chimica cinetica Fonti potenziale Non rinnovabili Rinnovabili elettrica Eolica Petrolio nucleare Biomasse Carbone Idroelettrica Solare Metano termica Idraulica Uranio Geotermia Può trasmettersi per irraggiamento conduzione convezione

3. Definizione Tutti i fenomeni fisici, chimici e biologici che si manifestano in natura sono caratterizzati da trasferimenti o trasformazioni di energia. La capacità di un corpo di compiere un lavoro viene quindi chiamata Energia. Sara e Bianca

4. Da dove deriva l’energia? L’energia deriva direttamente o indirettamente dal Sole! Sara e Bianca

5. Unità di misura • Il joule, che corrisponde a 1N x 1m • La chilo caloria, che corrisponde a 4186 J • Il chilowattora, che corrisponde a 3.6 x 10^6 J Sara e Bianca

6. Energia idraulica Energia idraulica significa energia che si ricava dall’acqua. Quando l’acqua del mare viene riscaldata dal sole, evapora; successivamente si condensa e ricade sotto forma di precipitazioni, giungendo anche ad alte quote. Quest’ acqua ha acquistato un’ energia potenziale che può essere sfruttata per produrre elettricità. L’energia idraulica si può così considerare derivata dall’ energia del sole. Sara e Bianca

7. Energia chimica L’energia chimica è immagazzinata nelle molecole. Si libera durante una reazione chimica, quando le molecole si spezzano e gli atomi si separano. Nel caso del Sole l’energia dei suoi raggi, può convertirsi in energia chimica, quando, catturata dalla clorofilla, viene utilizzata per costruire sostanze organiche, oppure può convertirsi in energia termica, quando viene assorbita da un corpo esposto al Sole. Sara e Bianca

8. Energia eolica Energia eolica significa “energia che si ricava dal vento”. Quando due zone della superficie terrestre sono differentemente riscaldate dal sole, si crea nell’aria sovrastante una differenza di pressione, che genera uno spostamento d’aria: il vento. Perciò l’energia eolica si può considerare derivata dall’energia solare, in quanto questa è la causa iniziale del movimento dell’aria. Sara e Bianca

9. Energia cinetica (Ec) è l’energia che un corpo possiede quando è in movimento e che dipende dalla sua velocità e dalla massa Sara e Bianca

10. Energia potenziale (Ep)e l’energia che un corpo possiede quando è in quiete e dipende dalla sua posizione e dalla massa Sara e Bianca

11. Energia elettrica Gli elettroni muovendosi da un punto all’altro del conduttore, devono vincere una certa resistenza; per fare questo,compiono un lavoro e perciò possiedono energia. Tale energia viene detta energia elettrica. L’energia prodotta nelle centrali viene immessa nei fili delle linee di distribuzione ad alta tensione e a bassa intensità, onde ridurre la resistenza che provocherebbe perdita di energia sottoforma di calore. In ogni casa è installato un contatore che rileva i consumi di elettricità. Ogni due mesi l’ENEL manda un addetto a prendere il numero del contatore e fa pagare all’utente i consumi. Sara e Bianca

12. Energia nucleare Attualmente una delle alternative è rappresentata dall’ energia nucleare ottenuta con particolari reazioni che sfruttano le proprietà di alcuni elementi chimici. L’energia nucleare presenta però dei grossi inconvenienti. Infatti l’uranio, usato come combustibile, emette pericolose radiazioni che contaminano i viventi e l’ambiente. Sara e Bianca

13. Energia termica Un pezzo di legno che brucia produce calore: la combustione è perciò una trasformazione che cede energia all’ambiente e viene detta trasformazione esotermica. L’acqua di una pentola posta sul fuoco utilizza il calore prodotto da un fornello per raggiungere il punto di ebollizione: l’ebollizione è dunque una trasformazione che richiede energia e viene detta trasformazione endotermica. Sara e Bianca

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

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

16. Energia solare L’energia solare può essere direttamente utilizzata per produrre calore o energia elettrica, ma può anche essere sfruttata in modo indiretto. La maggior parte delle fonti energetiche utilizzate ha in qualche modo incorporata energia solare. Per questo si può considerare il Sole come la fonte primaria di energia. Dall’energia solare derivano, direttamente o indirettamente, l’energia eolica, idraulica, dei combustibili fossili, delle biomasse Sara e Bianca

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

18. Biomassa Per biomassa si intende l’insieme di prodotti che derivano da organismi animali e vegetali e perciò anche tutti i rifiuti urbani e agricoli. In Italia sono in funzione alcuni impianti che utilizzano non solo i rifiuti urbani, ma anche gli scarti dell’industria olearia e tessile. Attraverso fermentazioni dovute a batteri anaerobi si ottiene il biogas, una miscela costituita per il 70% da metano. Sara e Bianca

19. Solare L'energia solare è disponibile in quantità illimitata e rappresenta per l'uomo l'unica risorsa facilmente reperibile e non inquinante. Tuttavia non è ancora stato trovato un metodo sufficientemente economico per sfruttarla in larga scala. Inoltre, la distribuzione dell'energia solare sulla suprficie terrestre dipende dalla posizione del sole rispetto alla terra. Il metodo più diffuso e semplice per catturare l'energia solare è quello che utilizza i pannelli solari o le celle fotovoltaiche per la produzione di energia elettrica Sara e Bianca

20. Idraulica Per molti secoli l’energia idraulica è stata utilizzata con l’unico scopo di azionare mulini e altri semplici macchine, ma attualmente è usata nelle centrali idroelettriche. Un impianto idrico può essere sfruttato solo in zone dotate di una particolare struttura idrogeologica. Per alcuni anni l’uso del petrolio ha fatto trascurare l’energia dell’acqua, ma ora si tende a ripristinare le centrali idroelettriche. Anche l’acqua del mare può essere utilizzata per produrre energia. Negli USA si stanno studiando le possibilità di ottenere energia sfruttando le correnti marine. Sara e Bianca

21. Geotermia Il magma, infiltrandosi nelle spaccature della crosta terrestre può risalire nella superficie dando luogo ai fenomeni vulcanici oppure può riscaldare l’acqua delle falde sotterranee. La crosta terrestre racchiude quindi enormi quantità di energia termica che può essere sfruttata solo in alcune zone della Terra. In Islanda da molti anni l’energia geotermica dei geyser, getti d’acqua bollente, viene usata per riscaldare intere città Sara e Bianca

22. Petrolio Il termine petrolio significa "olio proveniente dalla pietra", pur essendo noto fin dall'antichità in alcune zone dove affiorava naturalmente. Il primo uso venne fatto in Pennsylvania nel 1859, da allora è diventato il combustibile più usato per il riscaldamento e l'illuminazione; il petrolio è un liquido oleoso di colore bruno verdastro costituito da una miscela di idrocarburi. I giacimenti sono raggiunti trivellando il terreno e il petrolio viene estratto con particolari pompe. I maggiori produttori di petrolio sono: I paesi del Medio Oriente (Arabia Saudita, Afghanistan, Iraq, ecc.) Gli Stati uniti L'ex Unione Sovietica L'Indonesia La Cina Il Venezuela Sara e Bianca

23. Carbone Il carbone conosciuto fin dall' antichità è stato sfruttato solo a partire da XlX secolo e da allora è stato la principale fonte di energia, arrivando a coprire il 90% del fabbisogno mondiale. il declino del carbone è iniziato subito dopo la 2^ Guerra mondiale ed è stato causato daqlla concorrenza del petrolio, più facile da estrarre e da lavorare. il carbone si è formato milioni di anni fa quando intere foreste furono sommerse dalle acque e ricoperte dai segmenti. In ambiente privo di ossigeno (H2O); il legno è stato traformato dai batteri anaerobi (che vivono in assenza di ossigeno) il carbone fossile. 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. 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 esauriranno prima di duecentocinquant' anni. Sara e Bianca

24. Metano Il metano è un idrocarburo presente nel gas naturale dei giacimenti petroliferi. E' incolore e inodore ed è il più semplice degli idrocarburi, avendo la molecola costituita da quattro atomi di idrogeno e da un atomo di carbonio (CH4). Ha le stesse origini del petrolio ma si trova anche nelle paludi e nelle miniere , ed è molto usato per usi domestici. in italia ci sono discreti giacimenti di metano ma non sono sufficienti per coprire il fabbisogno della nazione, per questo motivo viene importato da vari paesi dell' ex Unione Sovietica. Sara e Bianca

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

26. Uranio L' uranio è un elemento radioattivo che principalmente serve per produrre l'energia elettrica . I paesi più ricchi di uranio sono: gli Stati Uniti, la Francia, il Canada e il Sud Africa mentre in Italia è presente in minima quantità. La scorta mondiale di uranio è all'incirca 1/4 di quella del petrolio e si prevede che possa bastare per le centrali attualmente in funzione per qualche decennio. Sara e Bianca

27. L’energia si trasforma Una delle caratteristiche dell’energia è la capacità di passare da un corpo all’altro assumendo forme diverse. La maggior parte dell’energia solare deriva dal Sole sottoforma di energia luminosa e di energia termica. Per tale motivo l’energia solare è considerata primaria così come l’energia geotermica,l’energia del mare e l’energia nucleare. Lo scienziato inglese James Joule, nel 1845, fece un esperimento per dimostrare la trasformazione dell’energia meccanica in energia termica. Sara e Bianca

28. L’energia si conserva L’energia cambia aspetto ma nel passare da una forma all’altra non va perduta. Il principio di conservazione dell’energia afferma che l‘energia non si crea e non si distrugge ma si trasforma. Sara e Bianca