ENERGIA, LAVORO E CONVERSIONE

L’energia è la grandezza fisica capace di compiere un lavoro.

Si definisce lavoro ogni trasformazione di energia. Infatti, possiamo dire che l’energia non si può creare né distruggere, ma solamente trasformare.

La trasformazione dell’energia è la manifestazione dell’energia stessa, in quanto l’energia di per se non sarebbe visibile.

Per fare degli esempi, un uomo che corre, dal punto di vista energetico, sta trasformando energia chimica, introdotta nel corpo attraverso il cibo, in energia meccanica; una lampadina accesa sta trasformando l’energia elettrica ricevuta in energia luminosa; un fiume che scorre sta trasformando l’energia gravitazionale in energia cinetica; etc...

Un convertitore di energia è pertanto un apparecchio capace di utilizzare una forma di energia per trasformarla in un’altra.

Sono convertitori, ad esempio, una stufa elettrica, una lampadina, una pila... Dall’esempio precedente se ne deduce che anche l’uomo può essere considerato un convertitore di energia.

Un sistema di conversione è, invece, composto da più convertitori insieme.

Ad esempio un motore a scoppio trasforma l’energia chimica del combustibile in calore e quindi, con l’aiuto dell’energia elettrica, in movimento.

RENDIMENTO

Si definisce rendimento il rapporto tra la quantità di energia in entrata e la quantità di energia in uscita di un convertitore.

Infatti non tutta l’energia viene trasformata utilmente. Una parte dell’energia si perde, quasi sempre sotto forma di calore.

Se pensiamo ad una lampadina possiamo renderci conto come l’energia elettrica si trasformi in parte in energia luminosa, in parte in calore (una lampadina accesa scotta), ma solo la prima forma di energia è l’obiettivo del “convertitore lampadina”. Così come un uomo che corre, in parte genera movimento, ma allo stesso tempo si scalda e, per effetto del calore generato, suda...

FONTI DI ENERGIA PRIMARIE E SECONDARIE

Le fonti da cui proviene l’energia che utilizziamo giornalmente sono molte e di varia natura, ma le fonti energetiche ritenute primarie, quelle da cui derivano tutte le altre, sono tre:

- la radiazione solare;

- il calore interno della terra;

- il campo gravitazionale.

Tutte le altre forme di energia si dicono derivate, o secondarie.

A riprova di quanto detto, ad esempio, l’energia chimica fornita dal carbone possiamo dire che derivi, indirettamente, dal sole: il carbone infatti deriva da processi di trasformazione di sostanze vegetali sviluppatesi attraverso la fotosintesi clorofilliana; anche l’energia eolica e, di conseguenza, i moti ondosi, derivano dagli effetti termici del sole sulla terra. Tutti gli effetti del Sole sul globo terrestre derivano, a loro volta, dal campo gravitazionale, che influenza anche l’energia geotermica, cioè il calore interno della terra.

LE QUATTRO FORZE FONDAMENTALI DELLA NATURA

Se il campo gravitazionale è alla base di tutte le fonti di energia che si manifestano sulla terra, possiamo dire che la forza di gravità è solo una delle 4 forze fondamentali che esistono in natura, e cioè:

- forza di gravità;

- forza elettromagnetica;

- forza nucleare forte;

- forza nucleare debole.

LE FONTI ENERGETICHE

La fonti energetiche che analizzeremo in dettaglio sono:

- Energia solare

- Energia termica e luminosa

- Energia eolica

- Energia idraulica

- Energia geotermica

- Energia meccanica

- Energia chimica (i combustibili)

- Energia elettrica e magnetismo

- Energia nucleare

Bibliografia:
"Progetto Tecnologia - Vol.B" (Benente, Ferraiolo, Vitale - Ed. Paravia)