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PROGETTO A CURA DI VERONICA BERTAZZI E ROSA CACCIOPPOLI SCUOLA MEDIA QR S.LUCIA CLASSE 3°A ANNO SCOLASTICO 2006-2007 INSEGNANTE : PROF. PIERO VANZETTI.

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1 PROGETTO A CURA DI VERONICA BERTAZZI E ROSA CACCIOPPOLI SCUOLA MEDIA QR S.LUCIA CLASSE 3°A ANNO SCOLASTICO INSEGNANTE : PROF. PIERO VANZETTI TECNOLOGIA

2 1. 1. FORME E TRASFORMAZIONI FORME E TRASFORMAZIONI UNITA DI MISURA UNITA DI MISURA TRASFORMAZIONI DELLENERGIA TRASFORMAZIONI DELLENERGIA ENERGIA E FONTI ENERGETICHE NELLA STORIA ENERGIA E FONTI ENERGETICHE NELLA STORIA FONTI ENERGETICHE DERIVATE DAL SOLE FONTI ENERGETICHE DERIVATE DAL SOLE FOTOSINTESI CLOROFILLIANA FOTOSINTESI CLOROFILLIANA LE PIANTE LE PIANTE COMBUSTIBILI FOSSILI COMBUSTIBILI FOSSILI ELEMENTI NATURALI ELEMENTI NATURALI IRRAGGIAMENTO DIRETTO IRRAGGIAMENTO DIRETTO

3 ENERGIA FORME E TRASFORMAZIONI Si può definire energia la capacità dei corpi o di fenomeni di produrre in qualsiasi maniera lavoro. Lenergia può trovarsi sotto forme diverse, quali ad esempio: la capacità di compiere lavoro direttamente con il proprio movimento (ENERGIA MECCANICA), come nel caso di una cascata dacqua o di un colpo di martello; oppure la possibilità per un corpo di combinarsi con altri (ENERGIA CHIMICA), come nei combustibili e nelle pile elettriche; o ancora la proprietà di un corpo di avere calore (ENERGIA TERMICA); o la particolare situazione di potenziale elettrico di un corpo (ENERGIA ELETTRICA). Lenergia può trovarsi sotto forme diverse, quali ad esempio: la capacità di compiere lavoro direttamente con il proprio movimento (ENERGIA MECCANICA), come nel caso di una cascata dacqua o di un colpo di martello; oppure la possibilità per un corpo di combinarsi con altri (ENERGIA CHIMICA), come nei combustibili e nelle pile elettriche; o ancora la proprietà di un corpo di avere calore (ENERGIA TERMICA); o la particolare situazione di potenziale elettrico di un corpo (ENERGIA ELETTRICA). Lenergia quindi non si crea,non si distrugge, ma semplicemente si converte passando da una forma allaltra.

4 UNITA DI MISURA DELLENERGIA E DEL LAVORO: JOULE UNITA DI MISURA DELLENERGIA E DEL LAVORO: JOULE J=N·m (NEWTON PER METRO) Altre forme di energia o derivate da quelle fondamentali possono essere: -energia potenziale -energia cinetica -energia elastica -energia nucleare -energia radiante

5 Lenergia termica può convertirsi, mediante una macchina a vapore o a turbina, in energia meccanica; questa si può trasformare in termica con lattrito. Lenergia chimica contenuta nei combustibili si trasforma, con la combustione, in energia termica o in energia meccanica tramite il motore a combustione interna. Lenergia meccanica può essere trasformata in energia elettrica con la Lenergia meccanica può essere trasformata in energia elettrica con la dinamo o con lalternatore. Lenergia elettrica può convertirsi, mediante un motore elettrico, in energia meccanica, o in termica con una resistenza elettrica. Ecc. ecc.

6 T T T T T RRRR AAAA SSSS FFFF OOOO RRRR MMMM AAAA ZZZZ IIII OOOO NNNN IIII DDDD EEEE LLLL LLLL EEEE NNNN EEEE RRRR GGGG IIII AAAA En.Termica En.Chimica En.Meccanica En.Elettrica Attrito Macchine a vapore-turbine Pila-accumulatore Accumulatore Combustione Motore elettrico Termocoppia Resistenza elettrica Motore a scoppio Alternatore - Dinamo

7 I primi uomini non avevano a disposizione altra energia che quella derivante dal cibo :energia chimica (energia muscolare termica). Un radicale cambiamento si attuò circa mezzo milione di anni fa con la scoperta del fuoco,che luomo utilizzò per il riscaldamento e la cottura dei cibi. La trasformazione successiva delluomo primitivo da semplice cacciatore e raccoglitore di ciò che la natura gli offriva spontaneamente, a coltivatore e allevatore, richiese nuove forme di energia. L addomesticamento di animali da tiro rappresentò allora Energia e fonti energetiche nella storia Energia e fonti energetiche nella storia

8 la scoperta di come produrre energia di tipo meccanico da adibire, alla lavorazione della terra(aratura) e dei prodotti(per esempio la macinazione). L energia allora impiegata era sempre lenergia solare, accumulata attraverso il processo di fotosintesi clorofilliana nei vegetali. Altre forme disponibili di energia erano quelle del vento e delle acque dei fiumi: lintroduzione della vela nella navigazione sostituì in parte luso dei remi e permise la realizzazione di imbarcazioni più grandi favorendo i commerci, mulini più perfezionati ed efficienti, ad acqua e a vento portarono vantaggi per la produzione alimentare ma molte delle fatiche erano ancora a carico delluomo e in generale degli schiavi. Il fenomeno della schiavitù è durata fino allo scorso secolo (1800) e solamente la diffusione delle tecniche della produzione industriale (introduzione della macchina) ha portato allabolizione della schiavitù. lintroduzione della macchina si ebbe a seguito di innovazioni energetiche come lutilizzazione della MACCHINA A VAPORE, applicata immediatamente allindustria ed ai trasporti (locomotiva a vapore e bastimenti a vapore). Le possibilità energetiche che ne scaturirono furono enormi:lenergia chimica del carbone tramite la macchina a vapore poteva essere trasformata in energia meccanica (carbone energia chimica combustione-energia termica macchina a vapore = energia meccanica).

9 È lepoca delle miniere di carbone,della prima produzione industriale del ferro,del grande sviluppo della popolazione e dei commerci;è la nascita delle rivoluzione industriale. Il dominio del carbone è durato a lungo fino a tutto l800. Agli inizi del 20 secolo fanno la loro apparizione le prime applicazioni dellelettricità e del motore a scoppio. Quest ultimo da impulso alla produzione del petrolio, il quale non richiede tutto il lavoro umano che era invece necessario per lestrazione del carbone. Il petrolio si rivelerà un materiale sempre più prezioso, utilizzabile, attraverso processi di raffinazione, per la realizzazione di una grande quantità di prodotti. Il 20° secolo ha trovato nel petrolio la sua principale fonte di energia, ma le risorse di petrolio sono limitate e quindi esauribili. La principale e più utilizzata forma di energia del 20° e 21° secolo è lenergia elettrica. Inquinamento del petrolio Estrazione

10 FFFF OOOO NNNN TTTT IIII E E E E NNNN EEEE RRRR GGGG EEEE TTTT IIII CCCC HHHH EEEE D D D D EEEE RRRR IIII VVVV AAAA TTTT EEEE D D D D AAAA LLLL SSSS OOOO LLLL EEEE Il 95% delle fonti energetiche sono derivate dal sole. Mentre il 5% delle energie rimanenti non derivate dal sole sono: lenergia nucleare, quelle ricavate dalla terra (GEOTERMIA), e il moto delle maree. ELEMENTI NATURALIFOTOSINTESI IERI IRRAGGIAMENTO DIRETTO FOTOSINTESI OGGI

11 FOTOSINTESI CLOROFILLIANA FOTOSINTESI CLOROFILLIANA MOLECOLE DI CLOROFILLA + ENERGIA LUMINOSA SOLE SCISSIONE MOLECOLA DELLACQUA H2O OSSIGENOARIA RESPIRAZIONE COMBUSTIONE IDROGENO + ANIDRIDE CARBONICA ARIA SINTESI DI CARBOIDRATI COMPLESSI VEGETALI

12 Il meccanismo che è alla base e permette l accumulo di energia nei vegetali è la funzione clorofilliana (fotosintesi). La pianta assorbe dallaria lanidride carbonica: allinterno della foglia la luce riesce a combinare lanidride carbonica con lacqua, così da ottenere amido (che è il primo componente della catena alimentare) ed ossigeno che viene immesso nellambiente. Lossigeno viene utilizzato dagli organismi viventi per la respirazione e per la combustione di sostanze nutritive (cibo), producendo così anidride carbonica che la pianta può assorbire nuovamente. FOTOSINTESI CLOROFILLIANA

13 LE PIANTE FORAGGERE BIOMASSAALIMENTARI ALBERI Animali uomo legno biogas EN. MECCANICA E TERMICA EN. MECCANICA E TERMICA EN. TERMICA La luce del sole viene catturata ogni giorno dalle foglie. Attraverso la fotosintesi clorofilliana questa energia viene immagazzinata nelle piante sotto forma di sostanze chimiche, ricche di energia.

14 COMBUSTIBILI FOSSILI COMBUSTIBILI FOSSILI CARBONEPETROLIOGAS NATURALE COMBUSTIONE EN. TERMICA La luce del sole è stata immagazzinata dagli organismi vegetali e animali vissuti molti milioni di anni fa. Oggi questa energia la troviamo nei combustibili fossili situati nel sottosuolo.

15 Lenergia raggiante del sole è lenergia (luce, calore …) che arriva ogni giorno sul nostro pianeta. Essa deriva dalla fusione nucleare che avviene in continuazione nel sole. Lenergia raggiante del sole viene assorbita dagli elementi naturali (aria, acqua,suolo) che diventano a loro volta fonti di energia cinetica (di movimento) ELEMENTI NATURALI VENTI ACQUA MULINI A VENTO CENTRALI IDROELETTRICHE EN. MECCANICA EN. ELETTRICA CENTRALI EOLICHE MULINI AD ACQUA EN. MECCANICAEN. ELETTRICA

16 IRRAGIAMENTO DIRETTO IRRAGIAMENTO DIRETTO energia solare può essere sfruttata direttamente per innalzare la temperatura dellacqua o di un fluido (pannelli solari) o per conversione diretta di energia elettrica (celle fotovoltaiche) ; è unenergia pulita e inesauribile che non inquina e che non contamina, distribuita, anche se in modo non uniforme, su tutto il globo. Lenergia solare può essere sfruttata direttamente per innalzare la temperatura dellacqua o di un fluido (pannelli solari) o per conversione diretta di energia elettrica (celle fotovoltaiche) ; è unenergia pulita e inesauribile che non inquina e che non contamina, distribuita, anche se in modo non uniforme, su tutto il globo.

17 IRRAGGIAMENTO DIRETTO CALORE (en. Termica) LUCE PANNELLI SOLARI CENTRALI A SPECCHI Acqua calda Riscaldamento (EN. TERMICA ) Caldaia – vapore – turbina alternatore ( EN. ELETTRICA) CELLE FOTOVOLTAICHE Pannelli fotovoltaici (EN. ELETTRICA)


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