energia Cos è? è un lavoro.

Транскрипт

1 energia Cos è?! L energia NON si vede, NON si tocca, ma è qualcosa che è dentro, all interno della materia stessa e la rende capace di compiere un lavoro.! ENERGIA E LA CAPACITA' DI UN CORPO O DI UN SISTEMA DI COMPIERE UN LAVORO! Qualsiasi processo che produce un cambiamento in un certo sistema è un lavoro.

2 lavoro SI PUO COMPIERE UN LAVORO SOLO SE SONO PRESENTI: ESEMPIO CON IL CORPO UMANO Macchina (INGRANAGGI) SCHELETRO MOTORE ENERGIA (GENERATORE DI MOVIMENTO) (CHE FA MUOVERE GLI INGRANAGGI) MUSCOLI CIBO IL LAVORO è IL PRODOTTO DI UNA FORZA PER LO SPOSTAMENTO E SI MISURA IN JOULE L=F x s F A B JOULE unità di misura dell'energia del calore e del lavoro s

3 Approfondiamo le unità di misura dell energia Partiamo dall'inizio : La velocità di un corpo è il rapporto tra lo spostamento e il tempo impiegato a compierlo V= s/t si misura in metri al secondo m/s Però quando questo corpo è libero di muoversi è soggetto all'accelerazione di gravità che è la variazione della velocità nell'unità di tempo g= V/t e si misura in metri al secondo 2 m/s 2 nel caso della terra è una costante e corrisponde a 9,80 m/s 2

4 Lavoro e potenza Dunque ritorniamo alla formula del lavoro L= F x s dove F è la forza peso e s è lo spostamento Cos'è la forza-peso? E' il peso cioè la massa moltiplicata per la forza di gravità Fp= massa (kg) x g (m/s 2 ) = kg m/s 2 = Newton= N Il lavoro dunque è dato da: L=Fp x s = kg m/s 2 m= kg m 2 /s 2 = Joule La potenza è il lavoro che viene compiuto in un certo tempo P= L/t= J/s ne deriva che la Potenza si misura in kg m 2 /s 2 x 1/s= kg m 2 /s 3 = Watt Il Watt è l'unità di misura dell'energia meccanica, dell'energia termica e dell'energia elettrica.

5 FONTI DI ENERGIA FONTI RINNOVABILI FONTI NON RINNOVABILI SOLE COMBUSTIBILI FOSSILI ACQUA URANIO VENTO BIOMASSE CALORE ENDOGENO DELLA TERRA

6 FORME DI ENERGIA ENERGIA MECCANICA POTENZIALE ENERGIA MECCANICA CINETICA ENERGIA CHIMICA Energia posseduta dai corpi Energia posseduta dai corpi in movimento Contenuta nei combustibili e non solo ENERGIA TERMICA ENERGIA RADIANTE ENERGIA ELETTRICA ENERGIA NUCLEARE Calore si ottiene dalla combustione Energia emanata dal sole Fornita dai generatori, e prodotta da altre forme di energia Contenuta nel nucleo dell atomo

7 Termodinamica La termodinamica descrive come i corpi scambiano calore ed energia meccanica, in forma di lavoro, con l ambiente circostante 1 PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA L energia non può né essere creata né distrutta, ma si trasforma da una forma a un altra Energia chimica Energia termica = Calore 2 PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA In ogni macchina che trasforma energia si ha sempre una perdita più o meno sensibile sotto forma di calore Energia chimica Energia termica = Energia meccanica + Calore Rendimento= ENERGIA OTTENUTA = % ENERGIA UTILIZZATA

8 Il ciclo del carbonio

9

10 Fotosintesi clorofilliana

11 Combustibili

12 La combustione e il calore SOLIDI LIQUIDI GASSOSI Ogni combustibile è composto, in misura diversa, da: carbonio (C%), zolfo (S%), idrogeno (H%), azoto (N%) etc. I primi tre elementi, bruciando si combinano in debite proporzioni con l ossigeno, si ossidano e liberano energia sotto forma di CALORE E.ANCHE: C + O2 CO2 ANIDRIDE CARBONICA 2 H2 + O2 2 H2O ACQUA (VAPORE) S + O2 SO2 ANIDRIDE SOLFOROSA N +O2 Nox OSSIDI DI AZOTO

13 COMBUSTIBILE COMBURENTE ENERGIA DI INNESCO Sostanza in grado di bruciare Ossigeno presente nell aria Temperatura di infiammabilità Se manca un solo componente non si può verificare un incendio

14 COMBUSTIBILE SOSTANZA IN GRADO DI BRUCIARE PUO PRESENTARSI ALLO STATO SOLIDO (CARBONE, LEGNO, CARTA,...) LIQUIDO (ALCOOL, BENZINA, GASOLIO,...) GASSOSO (METANO, IDROGENO, PROPANO,...) COMBURENTE SOSTANZA CHE PERMETTE AL COMBUSTIBILE DI BRUCIARE (OSSIGENO DELL ARIA) INNESCO ELEMENTO CHE A CONTATTO CON LA MISCELA INFIAMMABILE NE DETERMINA L AVVIO ALLA REAZIONE DI COMBUSTIONE (FIAMMA, SCINTILLA, )

15

16 QUADERNI DEL SOLE Combustibili fossili

17

18 Carboni

19 CARBONE FOSSILE: ORIGINE VEGETALE Temperatura Pressione Batteri Cellulosa acqua ammoniaca Carbone fossile C 6 H 10 O 5

20 Carboni litantrace lignite antracite torba ANTICO RECENTE Miniere a cielo aperto Miniere sotterranee