L’energia: l’altra faccia della materia

1. L’energia: l’altra faccia della materia

2. Energia • Attitudine a compiere un lavoro • Lavoro – ciò che determina cambiamento o movimento di un oggetto.

3. Energia • L'energia è la proprietà fondamentale della materia che si esprime ogni volta che: • una forza "entra in azione", o , come si dice in termini fisici, • ogni volta che si compie un lavoro; • Ogni trasformazione chimica o fisica richiede energia. • L’Energia fa si che le cose avvengano. • Si trova dappertutto intorno a noi, nei mezzi di trasporto, nell'industria, nelle case e anche nel nostro corpo.

4. Potenziale – (energia di accumulo) dipende dalla posizione di un corpo in un campo di forze Cinetica - posseduta da un corpo in movimento Può assumere due forme fondamentali : Potenziale Cinetica

5. En. Cinetica e potenziale

6. Tipi di energia • Calore - energia che si trasferisce tra due corpi a differente temperatura. • Energia chimica - en. rilasciata o assorbita nelle trasformazioni chimiche (es. Combustione). • En. Elettrica - energia dovuta al movimento di cariche elettriche • Energia Radiante - en. che viaggia nello spazio vuoto (luce, UV, Radiazioni infrarosse, onde radio)

7. L'energia elettrica • è quella che accende le lampadine e fa funzionare i nostri elettrodomestici

8. Energia chimica • Definiamoenergia chimicaquella contenuta nei cibi e nei combustibili e quella che fa funzionare una batteria. • L’energia chimica è contenuta nei legami chimici

9. Energia termica • L'energia termica  o calore  è data dal movimento delle molecole all'interno dei corpi che aumenta con l'innalzamento della temperatura.

10. Energia radiante • L'energia radiante si trasmette nello spazio attraverso le onde elettromagnetiche. Un esempio di questo tipo di energia è quella prodotta dal sole

11. Energia nucleare • L'energia nucleareè quella immagazzinata nel nucleo degli atomi

12. L' energia si trasforma Caratteristica principale dell'energia è quella di passare da una forma all'altra.

13. e si degrada ... il   passaggio da una forma di energia  all'altra non è mai completo; c'è sempre una differenza tra la quantità di energia iniziale e la quantità di energia finale. Tale differenza si ritrova generalmente  sotto forma di energia termica, che è una delle forme meno pregiate di energia.

14. Principio di conservazione dell’energia • l’energia non può essere creata né distrutta, • ma può solo essere trasformata da una all’altra delle diverse forme in cui si presenta. Nel 1905 Albert Einstein pubblicò la teoria della relatività, dimostrando l’equivalenza tra massa ed energia. E=mc2

15. Il Calore • Il calore è un trasferimento di energia fra corpi che si trovano inizialmente a temperature diverse. • Il calore è energia in transito: fluisce sempre dai punti a temperatura maggiore a quelli a temperatura minore, finché non si raggiunge l'equilibrio termico.

16. Definizione operativa del calore • Quantità di calore = Energia trasferita da un corpo più caldo ad uno più freddo a seguito della differenza di temperatura senza che, necessariamente sia fatto del lavoro.

17. La teoria cinetico molecolare Dalla metà dell’800 incomincia a svilupparsi la teoria cinetico molecolare, basata sui seguenti principi: • I corpi materiali sono composti di minuscole particelle dotatedi un movimento e quindi di energia cinetica. • La temperatura è una misura dell’energia cinetica media delle particelle Modello di un gas

18. La conduzione del calore La conduzione di calore tra due corpi a contatto è un trasferimento dell'energia cinetica attraverso gli urti tra le particelle, le più veloci cedono parte del loro moto a quelle più lente. Alla fine si raggiunge un equilibrio e le energie cinetiche medie e le temperature dei due corpi sono uguali

19. Unità di misura • In quanto energia, il calore si misura nel Sistema Internazionale in Joule. Nella pratica viene tuttavia ancora spesso usata come unità di misura la caloria. • Alcune equivalenze: • 1 cal = 4,186 Joule • 1 Joule = 0,2388 cal • 1 CAL = 1 kcal = 1000 cal

20. Calore specifico • Si dice calore specifico di una sostanza: • la quantità di calore necessaria a innalzare di un grado la temperatura dell'unità di massa. • In relazione alle condizioni di riscaldamento si distinguono rispettivamente il calore specifico a volume e a pressione costante. In generale i due calori specifici dipendono dalla temperatura e nel caso dell'acqua e di tutte le sostanze praticamente incomprimibili hanno valori approssimativamente uguali.

21. Caloria Calorimetro • La caloria (o piccola caloria, simbolo cal) è un'unità di misura dell'energia. • Viene definita come la quantità di energia termica necessaria ad elevare da 14,5 a 15,5 °C la massa di un grammo di acqua distillata a livello del mare (pressione di 1 atm).

22. la temperatura • la temperatura è la proprietà fisica di un sistema corrispondente alle nozioni comuni di "caldo" e "freddo"; • Esprime il livello termico di un corpo. • I termini temperatura e calore sono quindi correlati, ma si riferiscono a concetti diversi: • la temperatura è una proprietà di un corpo, • mentre il calore è una forma di energia che fluisce da un corpo a un altro, per colmare una differenza di temperatura.

23. Scale di temperatura • L'unità base della temperatura nel Sistema Internazionale è il grado kelvin (simbolo: K) • In questa scala lo zero assoluto è collocato a -273,15 °C • Una delle prime scale di temperatura fu ideata nel 1720 dal fisico tedesco Gabriel Daniel Fahrenheit. • Nella scala Fahrenheit, alla pressione di 1 atm, la temperatura di congelamento dell'acqua corrisponde al valore di temperatura di 32 °F, mentre al suo punto di ebollizione si attribuisce il valore di 212 °F. • Nella scala centigrada, o Celsius, introdotta dall'astronomo svedese Anders Celsius e impiegata nella maggior parte dei paesi, il punto di fusione dell’acqua corrisponde a 0 °C, quello di ebollizione a 100 °C.

24. Formule per convertire le temperature

25. ZERO ASSOLUTO • Il valore più basso della scala Kelvin si chiama zero assoluto e corrisponde a -273° C. • Secondo i fisici, lo zero assoluto corrisponde alla temperatura più bassa possibile, il limite al disotto del quale non si può scendere perché le molecole sono assolutamente immobili. • Nella scala assoluta il ghiaccio fonde a 273 °K e l’acqua bolle a 373 °K.

26. Strumento di misura • Il termometro è lo strumento per la misura della temperatura, o delle variazioni di temperatura.