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SCIENZE DELLA TERRA
L’energia è definita come la capcità di un sistema di
compiere lavoro. Un sistema è tanto più stabile quanto
minore è l’energia che esso contiene. Un sistema attraversato da flussi di energia è instabile e perciò in continua
evoluzione. L’energia si presenta in diverse forme (luminosa, cinetica, termica, elettrica, ecc.) che possono essere
convertite l’una nell’altra. L’energia può essere convertita
da una forma a un’altra, ma non può essere creata né distrutta. L’unità di misura dell’energia è il joule (J).
Un corpo in movimento possiede energia cinetica, che
dipende dalla massa del corpo e dal quadrato della sua
velocità. Il calore è una forma di energia che può essere
ceduta o acquistata da un corpo. Il calore fluisce spontaneamente da un corpo più caldo a uno più freddo. Tutta
la materia è costituita da particelle in moto disordinato
e continuo. In conseguenza di questo moto, le particelle
possiedono energia cinetica. Il moto delle particelle che
costituiscono un corpo è cosa ben diversa dal moto del
corpo nel suo insieme, perché i moti delle singole particelle sono disordinati e nel loro complesso si annullano.
Se un corpo è riscaldato, le particelle si muovono più
velocemente e la loro energia cinetica aumenta. Se un
corpo è raffreddato, la velocità delle particelle diminui-
sce. Il moto delle particelle riguarda anche i corpi solidi,
nei quali le particelle si muovono oscillando e vibrando
intorno a una posizione fissa.
Per definire se un corpo è più caldo o più freddo di un
altro, occorre misurarne la temperatura, che è una misura dell’energia cinetica media delle particelle del corpo.
Nella maggior parte delle sostanze, l’aumento di temperatura comporta un aumento di volume e pertanto una
diminuzione di densità.
La forza di gravità imprime ai corpi una accelerazione.
In un campo gravitazionale, i corpi sono sottoposti a una
forza che dipende dalla loro massa, cioè dalla quantità
di materia che li costituisce. Questa forza è chiamata peso ed è data dal prodotto della massa per l’accelerazione
di gravità.
Un corpo allontanato dal baricentro della Terra acquista energia, perché il suo spostamento richiede un
lavoro contro la forza peso, come può sperimentare
chiunque salga una rampa di scale. L’energia acquistata è energia potenziale gravitazionale e dipende dalla
massa del corpo spostato e dall’entità dello spostamento. L’energia potenziale gravitazionale è ceduta quando il
corpo si avvicina al baricentro della Terra, cioè cade.
P Una diga fa acquistare
all’acqua energia potenziale gravitazionale.
Questa energia può essere
convertita in energia cinetica, usata ad esempio per
trasportare l’acqua fino a
grandi distanze, oppure
in energia elettrica grazie
alla messa in moto di una
turbina da parte dell’acqua
in caduta.
Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano Piazzini - Progetto
scienze naturali • Italo Bovolenta editore - 2011
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