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ENERGIA L′energia è considerata l′attitudine di un corpo o di un sistema a compiere lavoro. Il dizionario della lingua italiana di G. Devoto e G.C. Oli.

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Presentazione sul tema: "ENERGIA L′energia è considerata l′attitudine di un corpo o di un sistema a compiere lavoro. Il dizionario della lingua italiana di G. Devoto e G.C. Oli."— Transcript della presentazione:

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2 ENERGIA L′energia è considerata l′attitudine di un corpo o di un sistema a compiere lavoro. Il dizionario della lingua italiana di G. Devoto e G.C. Oli (Le Monnier, ) la definisce così: "Energia: attitudine a compiere lavoro che un corpo o un sistema possiede in conseguenza di determinate caratteristiche, o che cede o acquista al cambiare di queste; se posseduta da un sistema può essere dovuta al movimento (energia cinetica), alla posizione (energia potenziale o di posizione, secondo le forze in gioco, gravitazionale, elastica, elettrostatica, magnetostatica), all′azione fra correnti elettriche (energia mutua), al passaggio di queste (energia elettrica), alle forze che uniscono le particelle subatomiche (energia di legame); se ceduta o acquistata può essere legata ad agitazione termica (energia termica o calore), a reazioni chimiche (energia chimica), a reazioni nucleari (energia nucleare o energia atomica), a radiazioni elettromagnetiche (energia raggiante), a suono (energia sonora)"

3 Unità di misura L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale per l'energia è il joule (simbolo: J);unità di misuraSistema Internazionalejoule in termini di unità fondamentali del SI, 1 J è pari a 1 kg·m 2 ·s −2. Nel CGS l'unità di misura per l'energia è l'erg equivalente 1 g·cm 2 ·s −2 (corrisponde a 10 −7 J). kgsCGSerggcm A seconda dell'ambito, altre unità di misura sono adottate per misurare l'energia: elettronvolt = 1, × 10 −19 J elettronvoltJ caloria = 4,186 J caloria British thermal unit (BTU) = 1 055,06 J British thermal unit kilowattora = 3,6 × 10 6 J kilowattoraJ

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6 Energia meccanica L’energia meccanica si differenzia in due gruppi: energia potenziale e energia cinetica. Tutti gli oggetti che si muovono hanno energia cinetica. L'energia potenziale è accumulata in oggetti che potrebbero muoversi.

7 ENERGIA MECCANICA Energia Meccanica - L'energia meccanica si manifesta sotto due diverse forme: energia cinetica ed energia potenziale. Energia Cinetica. È l'energia posseduta da un corpo in movimento. Ad esempio, l'acqua proveniente da un bacino, scendendo a valle attraverso le condotte forzate acquista energia cinetica in grado di mettere in rotazione le pale di una turbina. L'energia cinetica di un corpo dipende dal quadrato della sua velocità: maggiore è la velocità maggiore è l'energia cinetica. Energia potenziale È l'energia che un corpo in quiete possiede e che può spendere in un determinato istante. E’ dovuta alla posizione o allo stato fisico in cui si trova quel corpo. Non necessariamente un corpo deve spendere l’energia potenziale che possiede.

8 ENERGIA POTENZIALE E' l'energia posseduta dai corpi, in stato di quiete, trattenuti da un sostegno ad una certa altezza. Il suo valore dipende dalla massa del corpo e dalla forza di gravità in relazione alla distanza tra il punto più in alto e quello più in basso raggiungibile. E=mgh

9 ENERGIA CINETICA E' l'energia che un corpo possiede come conseguenza del suo movimento. Un corpo in moto è in grado di compiere lavoro sull'ambiente circostante (ad esempio fermandosi contro un oggetto e deformandolo) proprio in quanto esso è in moto.

10 Un esempio concreto di energia che passa da una forma ad un’altra Considerate adesso il seguente problema: un folle sale realmente sul tetto di un palazzo alto 50 metri a Torino e lascia cadere una palla di cannone pesante 100 Kg. Con quale velocità la palla raggiunge il suolo?

11 SOLUZIONE Beh se mi avete seguito fino a qui, capendo tutto, saprete risolvere questo problema! L’energia della palla si conserva. All’inizio essa è ferma sul tetto. Poichè è ferma ha velocità nulla e allora la sua energia cinetica è nulla. Poichè è sul tetto allora h=50 metri. Poichè infine siamo a Torino e dunque sulla terra g=9,81 metri al secondo quadro. Allora l’energia della palla di cannone all’inizio è completamente potenziale gravitazionale ed è pari a Joule. Man mano che la palla cade la sua quota diminuisce, ma allora anche la sua energia potenziale gravitazionale diminuisce. Solo che l’energia non può, semplicemente, decidere di andarsene a caso. L’energia non scompare: si trasforma. Allora l’energia potenziale gravitazionale scomparsa ha in realtà cambiato forma ed è diventata energia cinetica. Infatti, man mano che la palla cade la sua velocità aumenta, e dunque anche la sua energia cinetica (che prima era nulla)! Allora l’energia totale, somma di cinetica e potenziale gravitazionale è sempre la stessa. IL BILANCIO ENERGETICO NON SBALLA MAI

12 SOLUZIONE…continua Dunque cosa dire dell’attimo finale, un istante prima che la palla tocchi il suolo? L’energia è ora completamente cinetica, infatti ora h=0. Sappiamo che all’inizio l’energia totale era solo gravitazionale ed era Joule. Poichè l’energia totale si conserva anche alla fine deve essere E= Joule, solo che ora è energia cinetica. Allora posso ricavare la velocità. Infatti da ho che conoscendo m posso risolvere per v! Infatti ottengo 31 metri al secondo! Molto molto molto più veloce di Bolt!!

13 ENERGIA NUCLEARE Con energia nucleare si intendono tutti quei fenomeni in cui si ha la produzione di energia in seguito a trasformazioni nei nuclei atomici. L'energia nucleare insieme a quella solare è una fonte di energia primaria.energianuclei atomicifonte di energia primaria Possiamo distinguere l'energia atomica in reazioni di fissione nucleare e reazioni di fusione nucleare.fissione nucleare fusione nucleare

14 FISSIONE NUCLEARE La fissione è il processo usato nelle centrali nucleari per produrre energia. Bombardando il nucleo di un atomo con neutroni l'atomo si "spacca": questa è la fissione. Nella fissione si liberano altri neutroni che colpiscono altri atomi: così si innesca una reazione a catena. In questo processo si perde massa, e questa perdita provoca la liberazione di grandi quantità di energia. Ciò è dovuto all'equivalenza che sussiste tra massa ed energia.

15 FUSIONE NUCLEARE La fusione nucleare è un tipo di reazione nucleare grazie alla quale vengono prodotte grandi quantità di energia. E' il tipo di reazione che avviene all'interno del Sole, e che genera l'energia termica indispensabile per la vita sulla Terra. Il processo consiste nella fusione dei nuclei di due atomi di idrogeno, favorita dalla temperatura di 14 milioni di gradi. Durante la fusione una parte della massa si perde e si trasforma in energia. Gli scienziati stanno tentando di sfruttare questa reazione come alternativa alla fissione per la produzione di energia.

16 Albert Einstein ( ) C'è una forza motrice più forte del vapore, dell'elettricità e dell'energia atomica: la volontà. Albert Einstein

17 Noi vediamo, sentiamo, parliamo, ma non sappiamo quale energia ci fa vedere, sentire, parlare e pensare. E quel che è peggio, non ce ne importa nulla. Eppure noi siamo quell'energia. Questa è l'apoteosi dell'ignoranza umana. Albert Einstein

18 FISSIONE FUSIONE CENTRALE WLY lU VIDEO INTERESSANTI!

19 ENERGIA TERMICA L'energia termica è energia contenuta in un corpo. Gli atomi e le molecole si muovono disordinatamente in funzione della temperatura del corpo, del liquido o del gas. L'energia termica è quindi una forma speciale di energia di movimento e quindi di energia cinetica.

20 IL CALORE Il calore di un corpo è l’energia (energia termica) delle sue molecole. Il calore si trasferisce da un oggetto o da un corpo all’altro se tra i due sussiste una differenza di temperatura Una variazione nel calore di un corpo produce una variazione di temperatura che può portare a un cambiamento di stato.

21 ENERGIA CHIMICA L ’energia chimica è la capacità di alcune sostanze di combinarsi con altre sviluppando energia sotto forma di luce, calore, elettricità. Per esempio, la combustione è una reazione tra una sostanza, detta combustibile, e l’ossigeno dell’aria. Durante la combustione viene emessa energia sotto forma di calore e luce.

22 LA COMBUSTIONE

23 ESEMPI

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25 L'elettricità Più di duemila anni fa i greci erano rimasti colpiti dalle caratteristiche dell'ambra, una resina prodotta da alcuni alberi e induritasi col tempo. Dopo averla strofinata con un panno di lana, essa acqista la proprietà di attrarre corpi leggeri (pezzetti di paglia, piccoli semi) che si trovano nelle sue immediate vicinanze. La parola elettricità deriva dal greco elektron, che vuol dire appunto ambra. L'elettricità è una forma molto versatile di energia, che può essere convertita in molte altre forme, come la luce e il calore.energialucecalore L'elettricità si genera in natura durante i temporali, sotto forma di fulmini.

26 La corrente elettrica Un conduttore è attraversato da corrente elettrica quando al suo interno vi è una migrazione di particelle cariche, gli elettroni degli atomi che costituiscono il conduttore. Perchè ciò accada è necessario che dentro il conduttore vi siano in azione delle forze elettriche, in grado di mettere in movimento le cariche. Nel conduttore percorso da corrente deve quindi essere presente un campo elettrico.Per mettere in movimento gli elettroni in una determinata direzione, e creare così una corrente, è necessario collegare dunque il conduttore ad un generatore di corrente (ad esempio una pila). In altre parole dobbiamo realizzare un circuito elettrico.atomiforzecampo elettricopilacircuito elettrico

27 ENERGIA ELETTRICA L’energia elettrica è dovuta al movimento ordinato di cariche elettriche. Alcuni materiali, detti conduttori, hanno un elevato numero di elettroni che possono muoversi liberamente all’interno del conduttorecariche elettriche

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30 Conduttori e isolanti Un conduttore è una sostanza in cui una carica può scorrere facilmente. I metalli, oro e argento in particolare, sono buoni conduttori perché i loro atomi hanno elettroni liberi di muoversi, che trasferiscono facilmente l'energia. Un isolante è una sostanza in cui una carica elettrica non scorre facilmente. La plastica e la gomma sono buoni isolanti perché gli elettroni nei loro atomi hanno poca libertà, perciò non si trasferiscono con facilità da un atomo all'altro. Alcuni di questi materiali sono impiegati per isolare i fili conduttori o le macchine elettriche.atomi

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33 Il magnetismo Gli antichi greci conoscevano già la proprietà della magnetite (un minerale di ferro) di attrarre oggetti di natura ferrosa. Il fenomeno viene detto magnetismo dal nome di questo minerale, e tutti i corpi che si comportano come la magnetite vengono denominati magneti o calamite. Lo spazio entro il quale un magnete esercita la sua azione prende il nome di campo magnetico. Esso è caratterizzato da linee di forza. Esistono magneti naturali, come la magnetite, e magneti artificiali. Questi corpi sono costituiti almeno in parte da ferro, cobalto o nichel. Essi, con opportuni trattamenti, acquistano proprietà magnetiche e le mantengono per breve tempo (magneti temporanei) o in modo permanente (magneti permanenti).campo magnetico

34 L'elettromagnetismo L'elettromagnetismo è il risultato dell'unione tra elettricità e magnetismo. La teoria elettromagnetica fu elaborata nella sua forma finale da James Clerk Maxwell, Secondo l'ipotesi di Maxwell, il campo elettrico e il campo magnetico sono legati l'uno all'altro e costituscono un'unica entità: il campo elettromagnetico. L'ipotesi di Maxwell consente di prevedere l'esistenza delle onde elettromagnetiche ed è stata confermata sperimentalmente dal fisico tedesco Heinrich Hertz.Il legame tra elettricità e magnetismo è stato compreso a piccoli passi grazie alle scoperte di diversi scienziati.elettricitàmagnetismoJames Clerk Maxwellcampo elettricocampo magneticoonde elettromagneticheHeinrich Hertz MAGNETISMO DALL'ELETTRICITA’. Se avvolgiamo del filo di rame intorno a una bussola, colleghiamo le estremità a una pila elettrica e osserviamo il comportamento dell’ago della bussola, si può osservare che, al passaggio della corrente elettrica, l’ago si muove e che, interrompendo il circuito, esso ritorna nella posizione di partenza. Una corrente elettrica genera quindi un campo magnetico. Questa scoperta è dovuta allo scienziato danese Hans Christian Oersted ( ) e risale al bussolapila elettrica corrente elettrica Un elettromagnete o elettrocalamita non è altro che un pezzo di materiale ferroso attorno al quale è avvolto un un filo di rame collegato alle due estremità con i poli di una pila.

35 ELETTRICITA' DAL MAGNETISMO Anche il magnetismo può produrre elettricità. Se muoviamo avanti e indietro una calamita a barra all’interno di un filo di rame rivestito di plastica e avvolto a spirale (bobina), i cui estremi sono collegati ad un amperometro, si può osservare che durante il movimento del magnete l’amperometro rileva il passaggio di corrente. amperometro Un campo magnetico può quindi produrre un flusso di corrente elettrica; il fenomeno si chiama induzione elettromagnetica. Questa scoperta risale al 1831 e si deve allo scienziato inglese Michael Faraday. Su questa scoperta si basa il funzionamento dei generatori di corrente impiegati nelle centrali elettriche. Michael Faraday

36 VIDEO UTILI ELETTRICITA’ E MAGNETISMO r_embedded&v=lRnmawaqE2g r_embedded&v=lRnmawaqE2g r_embedded&v=uXQZBDkoblU r_embedded&v=uXQZBDkoblU

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38 Onde elettromagnetiche Tutti i tipi di onde trasportano energia; le onde elettromagnetiche trasportano l'energia radiante, un tipo particolare di energia.energia radiante L'insieme delle onde elettromagnetiche costituisce lo spettro elettromagnetico. Lo spettro luminoso è una piccola porzione dell'insieme delle frequenze dello spettro elettromagnetico. Dello spettro elettromagnetico fanno parte: le onde radio, le microonde, i raggi infrarossi, la luce visibile, i raggi ultravioletti, i raggi X e i raggi gamma. Alcuni esempi sono le onde luminose, le onde radio, le microonde e anche i raggi X.spettro luminosoraggi gamma L'energia radiante si può propagare anche nel vuoto, dove la materia è assente. Le onde elettromagnetiche, comprese le onde luminose, viaggiano attraverso il vuoto alla velocità di km al secondo.

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40 I RAGGI X I raggi X sono una parte parte della radiazione elettromagnetica, estremamente penetrante e caratterizzata da una lunghezza d'onda maggiore di quella della luce. luce

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42 L'importante è non smettere di fare domande. Albert Einstein

43 SITI INTERNET UTILI energia/tipi_energia.htm


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