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Energia e sue Trasformazioni
FARE ENERGIA
E’ LA CAPACITA DI UN CORPO O DI UN SISTEMA A
COMPIERE
LAVORO !!!
Cos’è l’ ENERGIA ?
Energia e sue Trasformazioni
Il LavoroLinguaggio Quotidiano Linguaggio Fisico
Attività come correre, saltare, tirare un pallone
sono giocare
Attività come studiare, leggere, scrivere sono
un modo di lavorare
Si compie ben poco
Lavoro
Si compie molto
Lavoro
Energia e sue Trasformazioni
Quanti Tipi di Energia ?
� ENERGIA CINETICAEnergia di movimento, radiante, elettrica e termica.
� ENERGIA POTENZIALEEnergia gravitazionale, potenziale meccanica ( molle ), chimica e nucleare
� ENERGIA ELETTROMAGNETICA
Energia e sue Trasformazioni
Energia CineticaEnergia posseduta dai corpi in movimento
ENERGIA DI MOVIMENTOLegata al moto dioggetti e sostanze
ENERGIA RADIANTELegata alla natura quantica della luce!Fotoni
ENERGIA ELETTRICAE legata al movimentodelle cariche elettriche.
ENERGIA TERMICAo CALORELegata al motoe alle vibrazioni degli elettroni e degli atomi che licompongono.
Energia e sue Trasformazioni
Energia PotenzialeE’ l’energia che dipende dall’altezza rispetto al suolo, legata all’attrazione terrestre
Energia e sue Trasformazioni
Energia MagneticaLe proprietà delle calamite e l’orientazione costante N/S dell’ago della bussola sono manifestazioni della esistenza dell’energia magnetica
Elettricità e magnetismosono strettamente legati: Un filo percorso da corrente è in grado di orientare una bussola.Questo principio è alla base dei motori elettrici.
Energia e sue Trasformazioni
Come si “crea”l’Energia Elettrica ?
Tramite particolari trasformazionipartendo da specifiche
FONTI ENERGETICHE
Energia e sue Trasformazioni
Fonti Energetiche.
Rinnovabili o non Rinnovabili ?Con il termine energie RINNOVABILI si intendono le forme di energia prodotte da fonti di energia che per loro caratteristica intrinseca si rigenerano almeno alla stessa velocità con cui vengono consumate o non sono "esauribili" nella scala dei tempi "umani" .
Si chiamano ALTERNATIVE tutte quelle forme di energia “ alternative” alle tradizionali forme di energia derivanti da fonti fossili (petrolio, cabone, gas etc. )
Fonti RINNOVABILI Fonti NON RINNOVABILI
Bacini montaniSoleVentoCalore della TerraMaree
PetrolioCarbone
Gas naturale
Isotopi dell’uranio-------
-------
Energia e sue Trasformazioni
È associata alla forza che si esercita tra corpi carichi. Nell’attrarsi ( o respingersi) le cariche accelerano, acquistando energia cinetica
In un circuito elettrico le cariche si muovono da un capo all’altro formando la corrente elettrica
Energia Elettrica
Energia e sue Trasformazioni
Come si trasforma l’energia cinetica in energia meccanica ?
Turbina Una turbina è una macchina che converte l’energia cinetica e/o potenziale di un fluido, ad esempio acqua o vapore acqueo, e la trasforma in energia meccanica.
Energia e sue Trasformazioni
Come si trasforma l’energia meccanica in elettricità ?
Alternatore
Legge di Faraday-Neumann-Lenz
Energia e sue Trasformazioni
Centrale Termo – ElettricaUna centrale trasforma l’energia termica generata dalla combustione in energia meccanica, che è poi trasformata in energia elettrica
In Italia la componente termoelettrica rappresenta circa l’80% del totale
Si ottiene dalla combustione di Gas, petrolio carbone …
Energia e sue Trasformazioni
Elettricità da …Il SOLE – Effetto Fotovoltaico
Le celle fotovoltaiche trasformano l’energia solare in energia elettrica usando materiali semiconduttori
Energia e sue Trasformazioni
Il SOLE – Impianti fotovoltaici
Esempi Applicativi
Casa autosufficiente
Impianto fotovoltaicoa terra
Energia e sue Trasformazioni
Energia termica da …Il Sole – Solare Termico
Un pannello solare
L’energia del Sole si può facilmente convertire in calore. Floricoltori e agricoltori da tempo sfruttano il fenomeno nelle serre.
Energia e sue Trasformazioni
Energia Elettrica da …Il Sole – Solare Termodinamico 1
Progetto ArchimedeI raggi del sole convogliati da specchi scaldano dei sali. Questi mantengono il calore a lungo e creano vapore. Vapore - aumento di pressione – turbine -alternatore ed Energia Elettrica
Energia e sue Trasformazioni
Energia Elettrica da …Il Sole – Solare Termodinamico 2
Planta Solar 20 Siviglia- SpagnaI raggi del sole convogliati da specchi scaldano un fluido termovettore contenuto in un unico contenitore. Si hanno temperature più alte
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Energia Elettrica da … Il Vento
Germania in testa con 4000 MW
Italia al 5° posto con 280 MW
Una fattoria del vento può produrre fino a 20 milioni di kWh all’anno, sufficienti per 7000 famiglie.
Energia e sue Trasformazioni
Aerogeneratore
AerogeneratoreFunziona con un vento da 10 a 60 km/hProduce 500-600 kW
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Energia elettrica da …Calore della terra - Geotermia
La risorsa geotermica è costituita da acque sotterraneeche, a contatto con rocce ad alte temperature, si riscaldano.È sfruttata anche per riscaldare case e serre
Energia e sue Trasformazioni
Energia Elettrica da …Bacini montani – Centrale idroelettrica
En. Potenziale >> En. Cinetica >> En. Elettrica
Energia e sue Trasformazioni
L’Energia si Conserva
Il passaggio da EP a ECe viceversa avviene in modo che la loro sommasi mantenga costante
Forze conservative
Energia e sue Trasformazioni
Energia Elettrica da …Moto del mare - Energia MareomotriceL’energia delle maree (o energia maremotrice) è l’energia che viene prodotta sfruttando gli spostamenti d’acqua causati dalle maree.
Centrale si Saint-Malo in Bretagna, alla foce del fiume Rance, sfrutta la marea che da quelle parti raggiunge 13,5 m di dislivello. La portata raggiunge 18.000 metri cubi di acqua al secondo e la potenza erogabile raggiunge i 240 MW. Con questa produzione, ogni anno la centrale copre il 3 % del fabbisogno elettrico della Bretagna francese.La centrale comprende una diga in pietrame, 6 chiuse di entrata e uscita per vuotare e riempire rapidamente la foce e 24 turbine a bulbo, sviluppate appositamente.
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Energia Elettrica da …Energia Chimica - Pila
La Pila di Volta
Walkman, orologi, cellulari, pace-maker, motori di avviamento di auto e motorini sono alimentati da pile o da accumulatori.
Forniscono energia elettrica a spese dell’energia chimica, attraverso reazioni chimiche che avvengono al loro interno
Energia e sue Trasformazioni
Energia chimica nei sistemi biologici
Tutti gli esseri viventi necessitano di energia per vivere.Essa proviene dal cibo
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Energia chimica nel cibo
Dovuta ai legami esistenti fra atomi e molecole che compongono alimenti, combustibili, esplosivi, e che sono detti legami chimici.
Bassa
Media
Energia chimica nel cibo
Frutta, verdura Molto bassa
Latte
Carne
Cereali
Oli, grassi
Alta
Molto alta
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Energia Elettrica da …Energia Nucleare
Deriva dalla rottura e ricomposizione dei legami fra i protoni e i neutroni che formano i nuclei atomici.
E = mc2
La massa è una forma di energia
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Fusione Nucleare
Le stelle sono i principali motori ad energia nucleare
Nel Sole, in ogni secondo, 560 milioni di tonnellate di idrogeno si trasformano in elio, liberando un’energia di 3,8 x 1023 kJoule
Energia e sue Trasformazioni
Fissione Nucleare
Un neutrone lento urta un atomo di uranio e lo spezza in due nuclei di dimensioni circa uguali
0n1 + 92U235 →
56Ba141 + 36Kr92 +3 0n1
La fissione di 1 grammo di Uranio fornisce energia come 2 ton. di petrolio
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Consumi di Energia L’incremento nel consumo di energia elettrica fu dovuto all’invenzione della lampadina da parte di Edison (1876)
1500 – 4000 watt
Elettrodomestico
300 – 800 watt
Scaldabagno
Lavatrice
Frigorifero
PC 20 –200 watt
200 – 500 watt
Potenza Media
Lampada di Edison
Energia e sue Trasformazioni
– Giuseppe Bianchi – dati 2006http://www.museoenergia.it/museo.php?stanza=85&ppost=355
indice SEI (Specific Energy Impact) è riferito alle emissioni di CO2 per unità di energia generata e calcolato in Kg di CO2 per KWh elettrico prodotto
La Co2 e le fonti di energia
Energia e sue Trasformazioni
La più grande fonte di energia pulita
Il RISPARMIO ENERGETICO
Dell’energia Elettrica
•Utilizzo consapevole dei dispositivi
•Elettrodomestici ad alta efficienza
•Lotta allo Stand-by
Energia e sue Trasformazioni
La più grande fonte di energia pulita
Il RISPARMIO ENERGETICO
Per produrre calore
•Evitare se possibile scaldabagni e stufe elettriche
•Utilizzare con accortezza frigo e condiz.
•Isolamento termico delle abitazioni
•Alta efficienza dispositivi
Energia e sue Trasformazioni
Il RISPARMIO ENERGETICODispositivi più efficienti
Parte alta “ le frecce “
La “classe A” sia quella che garantisce maggior risparmio di elettricità. Questa etichetta ha avuto tanto successo che, ormai, non solo non è possibile mettere in vendita classi inferiori alla D, ma le case costruttrici sono arrivate a produrre frigoriferi e lavatrici che garantiscono risparmi ancora superiori. Sono così nati frigo A+ e A++, oppure lavatrici AA e AAA che assicurano il massimo risparmio sia nel lavaggio, che nella centrifuga (anche se il bucato è meglio asciugarlo all'aria).
Energia e sue Trasformazioni
Il RISPARMIO ENERGETICODispositivi più efficienti
Seconda parte “ i consumi “
Appena sotto le frecce che indicano la classe energetica, l'etichetta chiarisce anche il consumo di energia (in kWh) in un anno di utilizzo “medio” e corretto dell'apparecchio.
Energia e sue Trasformazioni
Il RISPARMIO ENERGETICODispositivi più efficienti
Terza parte “ caratteristiche funzionali “
Nel settore ancora più in basso l'etichetta indica le caratteristiche prestazionali fondamentali dell'apparecchio, ad esempio il volume di frigoriferi e congelatori o il consumo d'acqua
Energia e sue Trasformazioni
Il RISPARMIO ENERGETICODispositivi più efficienti
Elettrodomestico Classe Costo elettricità euro/anno
Classe Costo elettricità euro/anno
Frigorifero C 92 A++ Inferiore a 34
Lavatrici C 58 AAA Inferiore a 40
Lavastoviglie C 54 A Inferiore a 42
Forno elettrico C 24 A Inferiore a 14
Condizionatori C 180 A Inferiore a 160
Fonte Enea
Energia e sue Trasformazioni
Pila a combustibileIdrogeno + Ossigeno
Il gas di scarico è VAPORE ACQUEO !!!!!