l*energia - Istituto Comprensivo "GB Rubini"

L’ENERGIA
Nava Giuseppe
Rodolfi Andrea
Prof.:Maria Letizia Fogliata
Anno scolastico 2013/2014
Classe 3°B
COSA E’ L’ENERGIA?
L'energia è la grandezza fisica che misura la capacità di un corpo o di un sistema di compiere lavoro, a
prescindere dal fatto che tale lavoro sia o possa essere effettivamente svolto. Il termine è stato introdotto da
Aristotele in ambito filosofico per distinguere la possibilità, la "potenza" (Aristotele) propria della materia
informe, dalla reale capacità di far assumere in atto , realtà formale alle cose. Il concetto di energia può
emergere intuitivamente dall'osservazione sperimentale che la capacità di un sistema fisico di compiere lavoro
diminuisce a mano a mano che questo viene prodotto. L'energia è una grandezza fisica estensiva, che ha una
importanza centrale nella formulazione di molte teorie, dalla meccanica classica alla termodinamica, dalla
teoria della relatività alla meccanica quantistica.L’energia può variare a seconda dei tipi che esistono in natura.
ARISTOTELE E POTENZA
Aristotele è stato
un filosofo, scienziato e logico greco
antico, noto come il "filosofo
dell'immanenza". Discepolo
di Platone, è considerato una delle
menti filosofiche più innovative,
prolifiche e influenti del
mondo antico occidentale per la
vastità dei suoi campi
di conoscenza; fu stimato per secoli
come l'emblema dell'uomo sapiente
e come precursore di scoperte.
GRANDEZZA FISICA
Nella definizione di "grandezza" del VIM 3 il termine "riferimento"
può essere una unità di misura, una procedura di misura, o un
materiale di riferimento, o una loro combinazione. Sebbene in
base a questa definizione, il concetto di "grandezza" coincida con
quello di "grandezza fisica scalare", può essere considerato
"grandezza" anche un vettore le cui componenti siano grandezze.
Per esempio, il concetto della grandezza "Lunghezza" può essere
specificato, per esempio, in quelle di:
•"Raggio" (il quale può esseRe specificato a sua volta in quello,
per esempio, di "Raggio di un cerchio")
•"Lunghezza d'onda" (il quale può essere specificato a sua volta
in quello, per esempio, di "Lunghezza d'onda della radiazione D del
sodio")
LAVORO
In fisica, il lavoro è il trasferimento di energia cinetica tra due
sistemi attraverso l'azione di una forza o una risultante di forze quando
l'oggetto subisce uno spostamento e la forza ha una componente non
nulla nella direzione dello spostamento. Il lavoro complessivo
esercitato su un corpo è pari dunque alla variazione della sua energia
cinetica. In particolare il lavoro compiuto da una forza è nullo se questa
non ha componenti lungo la direzione dello spostamento o se lo
spostamento è nullo. Il termine lavoro è stato introdotto nel 1826 dal
matematico francese Gaspard Gustave de Coriolis.
GASPARD GUSTAVE DE CORIOLIS
Gaspard-Gustave de Coriolis è stato un
matematico, fisico e ingegnere meccanico
francese.La sua carriera si sovrappose con
l'avvio della rivoluzione industriale,
incentrata sull'utilizzo della macchina a
vapore con i suoi sistemi meccanici in
rapida rotazione. Il suo interesse per la
dinamica della macchine rotanti lo condusse
a formulare le equazioni differenziali del
moto dal punto di vista di un sistema di
coordinate a sua volta in rotazione,
presentate all'accademia francese delle
scienze nel 1831.
FISICA
La fisica è la scienza della natura nel
senso più ampio. Scopo della fisica è lo
studio dei fenomeni naturali, ossia di
tutti gli eventi che possano essere
descritti ovvero quantificati
attraverso grandezze fisiche
opportune, al fine di stabilire principi e
leggi che regolano le interazioni tra le
grandezze stesse e rendano conto delle
loro reciproche variazioni.Uno tra i più
grandi esperti della fisica è il
famosissimo Albert Einstein con la sua
celebre formula E=mc².
ALBERT EINSTEIN
Albert Einstein (Ulma, 14 marzo 1879 – Princeton, 18
aprile 1955) è stato un fisico e filosofo della
scienza tedesco naturalizzato statunitense.La sua
grandezza consiste nell'aver mutato per sempre il
modello di interpretazione del mondo fisico. dimostrò la
validità della teoria dei quanti di Planck nell'ambito
della spiegazione dell'effetto fotoelettrico dei
metalli;fornì una valutazione quantitativa del moto
browniano e l'ipotesi di aleatorietà dello stesso; espose la
teoria della relatività ristretta, che precede di circa un
decennio quella della relatività
generale.Nel 1921 ricevette il Premio Nobel per la
fisica "per i contributi alla fisica teorica, in particolare
per la scoperta della legge dell'effetto fotoelettrico", e la
sua fama dilagò in tutto il mondo soprattutto per la
teoria della relatività, in grado, per l'assoluta
originalità, di colpire l'immaginario collettivo.
E=mc²
La sua immagine rimane a tutt'oggi una delle più
conosciute del pianeta, avendone fatto e
facendone largo uso anche il mondo
della pubblicità: si è giunti infatti,
inevitabilmente, alla registrazione del marchio
"Albert Einstein".
CORPO
In fisica, un corpo è una porzione di materia
(o un oggetto) che può essere descritta con la
teoria della meccanica classica, o della
meccanica quantistica, e misurata con degli
strumenti di misura. In particolare, in
meccanica classica, un corpo è concetto
matematico atto ad astrarre alcune
caratteristiche comuni delle cose naturali che
ci circondano al fine di descriverne il loro
comportamento meccanico. . In tale
accezione, si considera che il corpo è dotato di
massa (inerziale, gravitazionale) e che di esso
si può determinare la posizione, la velocità e
in alcuni casi l'orientazione nello spazio, e
come queste caratteristiche cambino sotto
l'azione delle forze ad esso applicate.
LUNGHEZZA
Il termine lunghezza, nell'uso comune, indica la
maggiore tra le dimensioni di un oggetto ovvero tra le sue
estensioni nello spazio. Nelle varie discipline tecniche e
scientifiche il termine ha un utilizzo definito più
rigorosamente o assume un significato leggermente
diverso. La lunghezza è assunta come una delle
grandezze fisiche fondamentali, nel senso che non può
essere definita in termini di altre grandezze. La
lunghezza non è una proprietà intrinseca ad alcun
oggetto. Infatti due osservatori possono misurare lo stesso
oggetto e ottenere risultati differenti. Questa strana
proprietà dello spazio viene spiegata nella teoria della
relatività speciale di Albert Einstein.
Velocità
In fisica, la velocità è definita come la derivata
della posizione rispetto al tempo, ovvero il tasso
di cambiamento della posizione in funzione del
tempo.
SCIENZA
Per scienza si intende un sistema di conoscenze,
ottenute attraverso un'attività di ricerca
prevalentemente organizzata e con procedimenti
metodici e rigorosi, allo scopo di giungere ad una
descrizione, verosimile e oggettiva, della realtà e
delle leggi che regolano l'occorrenza dei
fenomeni. L'insegnamento della scienza e la
ricerca scientifica vengono praticati non solo nelle
università, ma anche in istituti, enti di ricerca e
imprese. Vi sono solide vocazioni accademiche,
ma anche amatori che si dedicano soprattutto
all'osservazione scientifica.
MASSA
La massa è una grandezza fisica, cioè una proprietà dei corpi
materiali, che determina il loro comportamento dinamico quando
sono soggetti all'influenza di forze esterne.Nel corso della storia
della fisica, in particolare nella fisica classica, la massa è stata
considerata una proprietà intrinseca della materia, rappresentabile
con un valore scalare (indipendente dalla direzione), e che si
conserva nel tempo e nello spazio, rimanendo costante in ogni
sistema isolato. Inoltre, il termine massa è stato utilizzato per
indicare due grandezze potenzialmente distinte: l'interazione della
materia con il campo gravitazionale e la relazione che lega la forza
applicata a un corpo con l'accelerazione su di esso indotta (vedi più
sotto i paragrafi Massa inerziale e Massa gravitazionale). Tuttavia, è
stata verificata l'equivalenza delle due masse in numerosi
esperimenti.
NATURA
La natura è l'insieme degli esseri viventi e
inanimati considerato nella sua forma
complessiva, nella totalità cioè dei
fenomeni e delle forze che in esso si
manifestano. Il termine deriva dal latino
natura, participio futuro del verbo nasci
(nascere) e letteralmente significa "ciò che
sta per nascere".Natura a sua volta deriva
dalla traduzione latina della parola greca
physis.Secondo Heidegger questo termine
greco è collegato alla parola phàos, phòs
che vuol dire luce, volendo significare una
connessione tra la vita e la luce.
HEIDEGGER
Martin Heidegger
(Meßkirch, 26 settembre
1889 Friburgo in Brisgovia,
26 maggio 1976) è stato un
filosofo tedesco. È
considerato il maggior
esponente
dell'esistenzialismo.
TIPI D’ENERGIA
L'energia esiste in varie forme, ognuna delle quali ha una propria espressione in termini dei dettagli del
sistema considerato, come la velocità o la distanza relativa fra particelle. Le principali forme di energia
sono:
• Energia meccanica, definita classicamente come somma di energia potenziale e energia cinetica
• Energia chimica
• Energia elettromagnetica
• Energia termica
• Energia nucleare
• Le principali fonti di energia attraverso le quali è possibile produrre energia elettrica sono:
• Energia idroelettrica
• Energia mareomotrice
• Energia geotermica
• Energia eolica
• Energia solare
• Energia magnetica
• Energia potenziale
• Energia racimolata
• Energia cinetica.
ENERGIA MECCANICA
In fisica l'energia meccanica è la
somma di energia cinetica ed
energia potenziale attinenti allo
stesso sistema, da distinguere
dall'energia totale del sistema.
Quando due sistemi scambiano tra
loro energia meccanica, tale
energia in transito è definita
lavoro. L'energia meccanica può
essere posseduta da un sistema e
scambiata con altri sistemi, mentre
il lavoro corrisponde solamente
alla parte di energia meccanica che
è scambiata.
ENERGIA CHIMICA
L'energia chimica è un'energia che varia a causa della
formazione o rottura di legami chimici di qualsiasi tipo
negli elementi chimici coinvolti nelle reazioni chimiche.
Essa è quindi l'energia immagazzinata nei legami
chimici ed è sostanzialmente riconducibile alla somma
dell'energia potenziale delle interazioni elettrostatiche
delle cariche presenti nella materia ponderabile, più
l'energia cinetica degli elettroni.
ENERGIA ELETTROMAGNETICA
In fisica, l'energia del campo elettromagnetico è
l'energia immagazzinata in una data regione di
spazio dal campo elettromagnetico, ed è costituita
dalla somma delle energie associate al campo
elettrico ed al campo magnetico. Nelle onde
elettromagnetiche queste due quantità sono
sempre uguali ed è conveniente parlare di flusso di
energia trasportata dall'onda nell'unità di tempo
attraverso una superficie, attraverso l'uso del
vettore di Poynting.
ENERGIA TERMICA
L'energia termica è la forma di energia posseduta da
qualsiasi corpo che abbia una temperatura superiore allo
zero assoluto. Macroscopicamente la quantità posseduta di
tale energia è proporzionale alla temperatura, alla massa e
al calore specifico del corpo (capacità termica).
In base al secondo principio della termodinamica, è
considerata una forma di energia degradata in quanto non
tutta l'energia termica può essere convertita in energia
meccanica.
ENERGIA NUCLEARE
In ingegneria energetica con energia nucleare (detta anche energia
atomica), si intendono tutti quei fenomeni in cui si ha produzione di energia
in seguito a trasformazioni nei nuclei atomici; tali trasformazioni sono dette
reazioni nucleari.
L'energia nucleare è una forma di energia che deriva da profonde modifiche
della struttura stessa della materia.
Agli inizi del XX secolo furono scoperti alcuni decadimenti nucleari con
emissione di elettroni che non sembravano soddisfare il principio di
conservazione dell'energia. Per risolvere il problema nel 1924 Niels Bohr
avanzò l'idea che a livello atomico l'energia non fosse strettamente
conservata, proponendo una teoria che si rivelò errata. Wolfgang Pauli nel
1930 e Enrico Fermi nel 1934, ritenendo fondamentale e tenendo ferma la
conservazione dell'energia, postularono invece l'esistenza di nuove
interazioni e di una nuova particella mai osservata prima che fosse in grado
di trasportare l'energia che risultava mancante negli esperimenti. In questo
modo, guidati dal principio di conservazione dell'energia, riuscirono a
scoprire il neutrino, una particella priva di carica elettrica effettivamente
osservata negli esperimenti nel 1959.Questa scoperta portò nel 1945 il
lancio della bomba atomica.
NIELS BOHR
Niels Henrik David
Bohr(Copenaghen, 7
ottobre 1885 –Copenaghen, 18
novembre 1962) è stato
un fisico, matematico, filosofo
della scienza, teorico della
fisica e accademico danese.Diede
contributi fondamentali nella
comprensione della struttura
atomica e nella meccanica
quantistica, per i quali ricevette
il premio Nobel per la Fisica nel
1922.
WOLFGANG PAULI
Wolfgang Ernst
Pauli (Vienna, 25
aprile 1900 – Zurigo, 15
dicembre 1958) è stato
un fisico austriaco.Fu fra i
padri fondatori
della meccanica quantistica.
Suo è il principio di
esclusione, per il quale vinse
il Premio Nobel nel 1945,
secondo il quale due
elettroni in un atomo non
possono avere tutti i numeri
quantici uguali.
ENRICO FERMI
Enrico Fermi è stato
un fisico italiano naturalizzato statunitense.È tra i più
noti scienziati al mondo principalmente per gli
studi teorici e sperimentali nell'ambito
della meccanica quantistica, e in particolare della fisica
nucleare. Tra i maggiori contributi si possono citare la
teoria del decadimento β, la statistica quantistica di
Fermi-Dirac e i risultati concernenti le interazioni
nucleari.Progettò e guidò la costruzione del
primo reattore nucleare a fissione, che produsse la
prima reazione nucleare a catena controllata. Fu uno
dei direttori tecnici del Progetto Manhattan, che portò
alla realizzazione della bomba atomica nei laboratori
di Los Alamos. È stato inoltre tra i primi ad interessarsi
alle potenzialità della simulazione numerica in ambito
scientifico, nonché l'iniziatore di una seconda scuola di
fisici sia in Italia, sia negli Stati Uniti d'America.Fermi è
universalmente riconosciuto come uno dei più grandi
scienziati di tutti i tempi. Nel 1938 ricevette il Premio
Nobel per la fisica.
MECCANICA QUANTISTICA
La meccanica quantistica (anche detta fisica
quantistica) è una teoria della
fisica moderna che descrive il comportamento
della materia, della radiazione e le reciproche
interazioni, con particolare riguardo ai
fenomeni tipici delle scale di lunghezze o
di energie atomiche e subatomiche.Tra i più
noti scienziati che studiano la meccanica
quantistica troviamo Niels Bohr,Wolfgang Pauli
e Enrico Fermi.
BOMBA ATOMICA
La bomba nucleare o bomba atomica, più
propriamente bomba a fissione nucleare
incontrollata, è un'arma di distruzione di massa,
un ordigno esplosivo, appartenente al gruppo
delle armi nucleari, la cui energia è prodotta
dalla reazione nucleare a catena incontrollata
di fissione nucleare, cioè la divisione, spontanea o
indotta, del nucleo atomico di
un elemento pesante in due o più frammenti.La
prima bomba atomica è stata lanciata il 6 agosto
del 1945 a Hiroshima.
ENERGIA IDROELETTRICA
L'energia idroelettrica è una fonte di energia alternativa
e rinnovabile, che sfrutta la trasformazione dell'energia
potenziale gravitazionale, posseduta da una certa
massa d'acqua ad una certa quota altimetrica, in
energia cinetica al superamento di un certo dislivello;
tale energia cinetica viene infine trasformata in energia
elettrica in una centrale idroelettrica grazie ad un
alternatore accoppiato ad una turbina.
ENERGIA MAREOMOTRICE
L'energia mareomotrice è l'energia ricavata
dagli spostamenti d'acqua causati dalle maree.
Rappresenta una fonte di
energia alternativa e rinnovabile.
ENERGIA GEOTERMICA
L'energia geotermica è l'energia
generata per mezzo di fonti geologiche
di calore e può essere considerata una
forma di energia
alternativa e rinnovabile, se valutata in
tempi brevi. Si basa sui principi
della geotermia ovvero sullo
sfruttamento del calore naturale della
Terra (gradiente geotermico) dovuto
all'energia termica rilasciata in processi
di decadimento nucleare naturale di
elementi radioattivi quali l'uranio,
iltorio e il potassio,
contenuti naturalmente all'interno della
terra (nucleo,mantello e crosta
terrestre).
I GEYSER
Il geyser è una tipologia di sorgente di acqua calda che ha delle
eruzioni periodiche che creano delle colonne di acqua calda e
vapore. I geyser sono una manifestazione
del vulcanismo secondario, che si ottiene quando è presente una
caratteristica struttura a sifone. In essa ci sono rocce permeabili,
nelle quali circola l'acqua, dirette prima verso il basso e poi verso
l'alto, circondate da rocce impermeabili, e nelle vicinanze è poi
posta una camera magmatica. L'acqua entra nella struttura a sifone
ed è riscaldata a causa della vicina camera magmatica, ma la
profondità e la conseguente pressione litostatica impediscono che
essa diventi vapore. In seguito risale in superficie e, con una
pressione minore, l'acqua e il vapore sono liberi di esplodere in
getti periodici. Il periodo è dovuto proprio al tempo necessario
affinché il sifone si riempia.
L’URANIO 235
L'uranio 235, spesso indicato con il
simbolo 235U, è l'isotopo dell'uranio
con numero di massa pari a 235. Poiché il
numero di massa è la somma del numero
di protoni e del numero
di neutroni nel nucleo, l'235U, avendo numero
atomico 92, ha 143 neutroni.Esso è presente
in natura con un'abbondanza all'incirca di
0.7% (l'isotopo più abbondante dell'uranio è
quello di massa 238). L'interesse per l'235U
risiede nel fatto che esso è in pratica il solo
isotopo fissile presente in natura; esso, cioè,
ha una elevata probabilità di subire fissione se
bombardato con neutroni termici, e la sua
fissione è accompagnata dall'emissione di un
numero di neutroni sufficiente a sostenere
una reazione a catena.
ENERGIA EOLICA
L'energia eolica è la conversione dell'energia del vento in
una forma utilizzabile di energia, generalmente grazie
all'utilizzo di aerogeneratori che producono energia
elettrica, tramite mulini a vento che producono energia
meccanica, pompe a vento che pompano l'acqua oppure
ancora vele che spingono in moto le navi. L'energia eolica
è un'energia alternativa ai combustibili fossili,
abbondante, rinnovabile e a sostegno dell'economia
verde, ampiamente distribuita, pulita, non produce
emissioni di gas serra durante il funzionamento e richiede
una superficie di terra non eccessivamente elevata.
ENERGIA SOLARE
L'energia solare è l'energia associata alla radiazione solare e
rappresenta la fonte primaria di energia sulla Terra e ha diverse
caratteristiche.
L'energia solare è quella normalmente utilizzata dagli organismi
autotrofi, cioè quelli che eseguono la fotosintesi, comunemente
indicati come "vegetali"; gli altri organismi viventi sfruttano invece
l'energia chimica ricavata dai vegetali o da altri organismi che a loro
volta si nutrono di vegetali e quindi in ultima analisi sfruttano
anch'essi l'energia solare, seppur indirettamente.
Da questa energia derivano più o meno direttamente quasi tutte le
altre fonti energetiche disponibili all'uomo quali i combustibili fossili,
l'energia eolica, l'energia del moto ondoso, l'energia idroelettrica,
l'energia da biomassa con le sole eccezioni dell'energia nucleare e
dell'energia delle maree.
CARATTERISTICHE DELL’ENERGIA
SOLARE
Dal punto di vista energetico si tratta di
un'energia alternativa ai classici combustibili
fossili, rinnovabile e pulita (energia verde) nonché
una delle energie a sostegno della
cosiddetta economia verde nella società
moderna. Può essere opportunamente sfruttata
attraverso diverse tecnologie e a diversi fini anche
se in diverse sue tecnologie di sfruttamento
soffre di variabilità e intermittenza di produzione
ovvero non piena programmabilità dovuta ai cicli
giorno-notte e alla copertura nuvolosa.
FONTI DI ENERGIA ALTERNATIVA
Per fonte di energia alternativa si intende una particolare fonte di
energia ovvero un modo di ottenere energia
elettrica o meccanica differente da quella ottenuta con l'utilizzo
dei combustibili fossili che costituiscono invece le cosiddette fonti di
energia tradizionali e destinate ad esaurirsi nel lungo periodo.
Spesso tale classe di fonti energetiche viene confusa o assimilata a
quella delle fonti di energia rinnovabile o anche a quella delle fonti
energetiche in grado di permettere uno sviluppo sostenibile, di cui
queste rappresentano solo una sottoclasse di quelle alternative. In
realtà le fonti di energia alternativa comprendono una classe più
ampia di forme di produzione di energia, oltre alle rinnovabili,
comprendendo qualunque modo di produzione di energia che non
avvenga mediante l'utilizzo di combustibili fossili. Una differenza
sostanziale ad esempio è la presenza fra le fonti alternative
dell'energia nucleare che non viene compresa nell'altra classe in
quanto considerata non rinnovabile.
ENERGIA POTENZIALE
In fisica, l'energia potenziale di un oggetto è
l'energia che esso possiede a causa della sua
posizione in un campo di forze. Nel caso si tratti
di un sistema, l'energia potenziale può
dipendere dalla disposizione degli elementi che
lo compongono. Si può vedere l'energia
potenziale anche come la capacità di un oggetto
(o sistema) di trasformare la propria energia in
un'altra forma di energia, come ad esempio
l'energia cinetica.
ENERGIA CINETICA
L'energia cinetica è l'energia che possiede un corpo
per il movimento che ha o che acquista: è il lavoro
necessario per portare un corpo da una velocità
nulla a una velocità v e quindi il lavoro necessario
per portarlo da 0 a v. Quando un corpo di massa
"m" varia la sua velocità, con questa varia anche la
sua energia cinetica. Il lavoro rappresenta questa
variazione di energia cinetica. L'energia cinetica
quindi è associata alla massa e alla velocità di un
corpo in movimento. L'energia cinetica che
possiede un corpo di massa m nel suo moto di
caduta è uguale al lavoro compiuto per fermarsi.
ENERGIA MAGNETICA
In fisica, in particolare in elettromagnetismo,
l'energia magnetica è l'energia associata al campo
magnetico. Insieme all'energia potenziale
elettrica, essa costituisce l'energia del campo
elettromagnetico.L'energia potenziale di
un magnete con momento magnetico in un
campo magnetico è definita come il lavoro della
forza magnetica (il momento meccanico) nel riallineare il momento di dipolo magnetico.
ENERGIA ELETTRICA
In fisica, l'energia potenziale elettrica, anche detta energia potenziale
elettrostatica, è l'energia potenziale del campo elettrostatico. Si tratta
dell'energia posseduta da una distribuzione di carica elettrica, ed è legata
alla forza esercitata dal campo generato dalla distribuzione stessa. Insieme
all'energia magnetica, l'energia potenziale elettrica costituisce l'energia
del campo elettromagnetico.L'energia potenziale elettrostatica può essere
definita come il lavoro svolto per creare una distribuzione di carica
partendo da una configurazione iniziale in cui ogni componente della
distribuzione non interagisce con gli altri. Ad esempio, per un sistema
discreto di cariche essa coincide con il lavoro svolto per portare le singole
cariche da una posizione in cui esse hanno potenziale elettrico nullo alla
loro disposizione finale.L'energia potenziale elettrostatica può anche
essere definita a partire dal campo elettrostatico generato dalla
distribuzione stessa, ed in tale caso la sua espressione è indipendente
dalla sorgente del campo.