anno ANNO scolastico SCOLASTICO LEZIONE n. 1 L ENERGIA

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1 anno ANNO scolastico SCOLASTICO

2 INDICE DEGLI ARGOMENTI 1. Energia: definizione 2. Fonti energetiche 3. Energie non rinnovabili 2

3 1 ENERGIA La parola energia deriva dal greco ἐνέργεια (energheia) composta da en, particella intensiva, ed ergon, capacità di agire, divenuto poi, in senso fisico nell 800, "la capacità di un sistema (atomo, molecola, essere vivente o macchina) di compiere un lavoro". Nell antichità il concetto di energia era soprattutto legato all energia liberata dai muscoli umani o animali. In seguito l energia ha assunto via via più importanza parallelamente all evoluzione tecnologica, al ricorso a fonti naturali come la combustione della legna, la caduta dell acqua o il moto del vento, alla scoperta di altre, da sempre esistenti, ma per molto tempo misteriose come il carbone ed il petrolio, alla scoperta delle enormi energie che si possono liberare da reazioni che coinvolgono i nuclei di alcuni atomi. 3

4 1 ENERGIA L'energia èla capacità di compiere un lavoro il cibo ci dà l energia per vivere, giocare, imparare i raggi del sole danno alle piante l energia per crescere la benzina è l energia che fa muovere le auto Éla capacità di un oggetto, un liquido o un gas di fornire calore, suoni, luce o movimento. 4

5 1 ENERGIA L uomo da sempre ha avuto necessità di ENERGIA per soddisfare i propri bisogni: da quelli primari legati alla pura sopravvivenza a quelli secondari legati alle esigenze di lavoro, di riscaldamento, di spostamento, di costruzione. ALCUNE FORME DI ENERGIA energia chimica energia meccanica energia elettrica energia termica 5

6 1 ENERGIA L'unità di misura per l'energia e il lavoro èil J (joule) joule èil lavoro richiesto per sollevare una massa di 102 g (una piccola mela) per un metro, opponendosi alla forza di gravità terrestre W watt, misura potenza, equivale a 1 joule al secondo Wh wattora, misura energia, corrisponde alla potenza di un watt fornita per un'ora, quindi 3600 joule 6

7 2 FONTI ENERGETICHE PRIMARIE sono utilizzabili direttamente, così come si trovano in natura carbone, gas naturale, legna, combustibili nucleari (uranio), sole, vento, maree, laghi montani, fiumi, calore della Terra derivano dalla trasformazione di fonti d'energia primaria SECONDARIE derivati del petrolio (benzina, ecc.) energia elettrica ottenuta dalla conversione di energia: meccanica (centrali idroelettriche, eoliche) chimica (centrali termoelettriche) nucleare (centrali nucleari). 7

8 2 FONTI ENERGETICHE NON RINNOVABILI hanno un tempo di rigenerazione molto lungo (milioni di anni) sono destinate ad esaurirsi se sfruttate ad un ritmo maggiore del tasso di rigenerazione RINNOVABILI si rigenerano alla stessa velocità con cui si utilizzano permettono di limitare le emissioni di CO 2 la cui riduzione è il principale obiettivo fissato ad esempio dal Protocollo di Kyoto. 8

9 3 FONTI ENERGETICHE NON RINNOVABILI Carbone li carbone èun combustibile fossile estratto in miniere sotterranee o a cielo aperto. Nucleare L energia nucleare èla produzione di energia in seguito a trasformazioni nei nuclei atomici. Idrocarburi composti organici di carbonio e idrogeno, principali componenti di petrolio e gas naturale. Il petrolio èun liquido infiammabile che si trova in alcuni giacimenti entro gli strati superiori della crosta terrestre. Ècomposto da una miscela di vari idrocarburi. 9

10 3 ENERGIE NON RINNOVABILI Gas Il gas naturale èun gas prodotto dalla decomposizione anaerobica di materiale organico, si forma nel sottosuolo da plancton e alghe, e sulla superficie terrestre nei processi di fermentazione in assenza di aria. 10

11 3 ENERGIE NON RINNOVABILI Gas Caratteristiche e composizione Il gas naturale proveniente da giacimenti fossili e contiene circa l 80% di metano. E un idrocarburo semplice formato da 1 atomo di carbonio e 4 di idrogeno (CH 4 ). Fra tutti i combustibili fossili, il gas naturale è quello che contiene meno carbonio (C) e più idrogeno (H) incolore inodore insolubile in acqua più leggero dell aria altamente infiammabile 11

12 3 ENERGIE NON RINNOVABILI Gas Utilizzo del gas Il gas naturale viene estratto dal sottosuolo, purificato, trasportato, odorizzato e distribuito alle utenze. Ma non èsempre stato così. fino agli anni 70 del secolo scorso il gas combustibile era un prodotto artificiale, derivato dalla distillazione secca del carbone fossile, effettuata in officine specializzate. Tale tecnica di produzione venne sviluppata in Europa, nei Paesi dove si trovavano i giacimenti di carbon fossile, ovvero Inghilterra, Germania e Francia. 12