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L ENERGIA Settimana della Scienza 2008 Classi Quinte del Circolo 105°

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Presentazione sul tema: "L ENERGIA Settimana della Scienza 2008 Classi Quinte del Circolo 105°"— Transcript della presentazione:

1 L ENERGIA Settimana della Scienza 2008 Classi Quinte del Circolo 105°

2 Il Sole Il sole invia alla terra miliardi di calorie al secondo: La parte più importante dellenergia del sole viene dispersa nello spazio come luce riflessa o come calore assorbito dalle rocce e poi riemesso nello spazio sotto forma di radiazioni. (75%) La fotosintesi clorofilliana cattura una caloria ogni 4000 e la immagazzina ogni secondo nelle sostanze organiche sotto forma di energia chimica. Lenergia catturata dalle foreste del carbonifero è ancora oggi imprigionata nei giacimenti di carbon fossile o di petrolio. Una gran parte dellenergia solare (25%)alimenta la circolazione atmosferica ed il ciclo dellacqua e viene immagazzinata nelle nuvole, nei ghiacciai ed in tutte le acque.

3 Lagricoltura Attraverso la coltivazione e lallevamento, luomo sfrutta la capacità delle piante (fotosintesi clorofilliana) di trasformare la luce del sole in sostanze nutritive per se stesse, che poi diventano alimenti per gli animali e per luomo, che si nutre sia dei vegetali che degli animali.

4 Energia e cibo Le parti del nostro corpo devono essere rifornite di energia per svolgere le loro funzioni. La nostra fonte di energia è il cibo. Con la digestione gli alimenti diventano sostanze semplici che le cellule possono utilizzare. L apparato circolatorio provvede a trasportare queste sostanze ad ogni cellula. Lossigeno trasforma le sostanze nutritive in energia.

5 Gli alimenti Gli alimenti contengono sostanze capaci di produrre energia, che serve a: far funzionare il corpo; produrre un lavoro; Gli alimenti sono: plastici: costruiscono il corpo e lo mantengono –proteine, –acqua, –sali minerali; regolatori: mantengono ed aiutano le funzioni del corpo –vitamine energetici: forniscono energia per svolgere un lavoro –grassi –zuccheri.

6 La Digestione

7 La digestione e il processo chimico che trasforma gli alimenti da complessi a semplici, da solidi a liquidi così da poter essere assorbiti nel sangue e raggiungere tutti gli organi del corpo. il percorso digestivo inizia nella bocca, con la masticazione e insalivazione (ptialina),continua nello stomaco (acido cloridrico) e nellintestino. il passaggio delle sostanze nutritive al sangue (processo di assorbimento) trasformerà le sostanze in sangue, carne ed ossa.

8 Il cibo Fornisce le sostanze per: Crescere Rigenerare cellule Generare nuove cellule Produrre energia

9 I principi nutritivi Svolgono funzioni diverse: Proteine o nutrienti plastici servono per nutrire e costruire nuove cellule o riparare i tessuti danneggiati Carboidrati e grassi o nutrienti energetici forniscono energia Vitamine, Sali minerali e acqua sono nutrienti regolatori delle diverse attività dellorganismo

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11 Gli alimenti plastici Le proteine di origine animale si trovano nelle carni, nel pesce, nel latte e nei formaggi, nelle uova. Le proteine di origine vegetale provengono dai legumi: ceci, fagioli, piselli, fave e lenticchie

12 Gli alimenti energetici I carboidrati (o zuccheri) sono di origine vegetale a esclusione del miele: ci vengono forniti dai cereali (grano, mais orzo etc.), dalle patate, dalle barbabietole, dalla frutta. I grassi di origine animale sono il burro, lo strutto, il lardo e anche la carne ed il latte ne contengono. I grassi di origine vegetale sono ottenuti dalle olive o dai semi di mais, di girasole o di soia; anche la frutta secca contiene oli.

13 Gli alimenti regolatori Frutta e verdura sono gli alimenti più ricchi di vitamine, ma anche il latte, le uova, la carne e i cereali ce le forniscono. I Sali minerali sono contenuti in piccolissime quantità in tutti gli alimenti. Anche lacqua è presente in quasi tutti gli alimenti; il nostro organismo deve riceverne in grandi quantità ed è necessario assumerla come bevanda

14 La forza ed il lavoro Per gli scienziati lenergia è la capacità di compiere un lavoro. Nel linguaggio scientifico parliamo di lavoro tutte le volte che un corpo si muove sotto lazione di una forza. La parola forza, in scienze, non significa potenza. Quando si esercita una forza? Quando un corpo fermo viene mosso; Quando un corpo in movimento viene deviato o fermato; Quando la forma di un corpo viene modificata. Esistono varie forme di energia ed essa può passare da una fonte allaltra, infatti si dice che lenergia non si crea e non si distrugge, ma si trasforma.

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16 Energia muscolare I muscoli per poter funzionare hanno bisogno di ossigeno e zuccheri, queste sostanze vengono trasportate ai vari muscoli attraverso la circolazione del sangue. Quando i muscoli lavorano producono calore perché la circolazione del sangue accelera per portare il nutrimento necessario per poter compiere il movimento. Nel nostro corpo ci sono alcune leve: la testa, il braccio, il piede, ogni tipo di articolazione.

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18 Energia intorno a noi Le risorse energetiche si possono raggruppare in: Fonti non rinnovabili: (energie derivabili da combustibili fossili) il petrolio, il carbone, il metano. La disponibilità è limitata. Energia NucleareFonti rinnovabili: (energie derivate da forze naturali) la caduta dellacqua, il vento, la luce solare.

19 Energia pulita: le fonti rinnovabili Lenergia idrica Lenergia eolica Lenergia solare Lenergia geotermica

20 Energia idrica Lo sfruttamento delenergia idrica, cioè della forza dellacqua, risale allantichità.(Mulini) Oggi la forza dellacqua viene sfruttata per mezzo delle centrali idroelettriche, che trasformano lenergia di una caduta dacqua in energia elettrica. Lenergia che possiede lacqua di una diga è capace di produrre un lavoro meccanico se viene convogliata in una turbina.

21 Energia idrica

22 Energia eolica Lenergia eolica è prodotta dalla forza del vento. Un tempo veniva sfruttata per la navigazione e per macinare il grano, a questo scopo si costruivano i mulini a vento. Oggi, nei luoghi ventosi, si costruiscono delle centrali formate da tralicci dotati di grandi eliche. Lenergia eolica, come quella solare, è considerata inesauribile e pulita.

23 La centrale eolica

24 ENERGIA EOLICA È il prodotto della conversione dellenergia cinetica del vento in altre forme di energia, soprattutto quella elettrica. La trasformazione avviene in una centrale eolica. Nel passato questa energia veniva utilizzata immediatamente, sul posto dove veniva prodotta( mulini a vento)

25 Impianti eolici Gli impianti eolici sono semplici e poco costosi,necessitano solo di 4 settimane di lavoro per essere impiantati. Devono essere costruiti in luoghi ben ventilati, vengono messi dei pali con delle turbine che producono 3-4-mega watt al giorno( sufficiente per un piccolo paese). I generatori possono essere sia orizzontali che verticali

26 Energia solare Lenergia solare è unenergia pulita perché non inquina lambiente. Luomo sta cercando di sfruttarla attraverso i pannelli solari. Questi possono catturare lenergia del sole e trasformarla in energia elettrica.

27 Energia solare

28 Energia geotermica Lenergia geotermica è lenergia che proviene dalle profondità della Terra sotto forma di calore e si manifesta con getti e bacini dacqua calda.

29 La centrale geotermica

30 carbone o petrolio gas

31 Lenergia fotovoltaica Il generatore fotovoltaico produce energia dove serve, non necessita di alcun combustibile, non richiede praticamente manutenzione, offre il vantaggio della realizzazione di impianti su misura secondo le reali necessità. E ormai evidente come negli ultimi anni abbiano trovato larga diffusione commerciale, tanto che ne vediamo molti sui tetti delle case o accanto ad impianti di ogni genere, e sono preziosi soprattutto in quei casi in cui risulterebbe costoso portare le linee elettriche. Quelli delle nostre case, ad esempio, sono dei piccoli impianti collegati alla rete elettrica.

32 Generatore fotovoltaico

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34 Campi di applicazione Campi dapplicazione: Pompaggio dellacqua in agricoltura; Servizi sanitari nei paesi in via di sviluppo (conservazione del sangue); Illuminazione di segnali stradali; Carica di batterie; Segnalazioni incendi; Illuminazione in generale (scuole, case, ospedali, rifugi, fattorie); Alimentazioni di ripetitori radio e trasmissione dati sismici e metereologici. Tali sistemi richiedono sistemi di accumulo che garantiscono lenergia anche di notte.

35 Il termovalorizzatore Un impianto di termovalorizzazione è costituito da una camera di post-combustione, da una caldaia per il recupero del calore generato dalla combustione. I fumi prodotti vengono trasferiti in una camera di post-combustione. Infine i fumi nella caldaia cedono il calore trasformando lacqua in vapore. Lenergia del vapore può essere utilizzata per autoalimentare limpianto.

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38 Come si produce lelettricità Lelettricità è il tipo di energia più utilizzato. Lelettricità che arriva nelle nostre case viene prodotta da una centrale idroelettrica, dalla centrale viene trasportata anche da molto lontano con una serie di cavi e viene distribuita a tutte le case, gli uffici, le scuole.

39 CENTRALE IDROELETTRICA Turbina ad azione Getto dellacqua libero Pressione atmosferica dai 20 ai m Turbina a reazione Getto dellacqua sottoposto a pressione indotta Aumenta del %lenergia potenziale dellacqua Fino a 60 m

40 La centrale idroelettrica

41 centrale Stazione di trasformazione Cabina primaria Cabina secondaria scuola Percorso dellelettricità

42 Schema di funzionamento La presa dellacqua può essere: un fiume, un lago,un invaso La condotta forzata porta acqua alla centrale Nelledificio della centrale cè la turbina idraulica che è collegata al generatore: la turbina viene fatta girare dallacqua, il movimento si trasmette al generatore che produce energia elettrica.

43 TURBINA PELTON Funziona per salti naturali o artificiali superiori a 60m Lacqua passa due volte sulle pale prima di essere convogliata nello scarico Il getto dellacqua è libero,ma convogliato in una strettoia Le acque vengono turbinate dopo un salto di 126m e restituite al torrente. Limpianto è automatico. Trasforma lenergia potenziale dellacqua in energia cinetica(velocità)

44 Turbina Pelton a 4 getti

45 TURBINA FRANCIS Viene impiegata in corsi dacqua di media portata e con dislivelli compresi fra 20 e 60 metri Lacqua giunge nella chiocciola attraverso le condotte in pressione La chiocciola imprime un moto centripeto allacqua che a sua volta fa muovere le pale della girante

46 TURBINA FRANCIS

47 Interno della turbina Francis

48 TURBINA CROSS-FLOW ad azione e reazione Flusso incrociato: lacqua entra nella turbina attraverso un distributore e passa una prima volta nella ruota Allinterno della girante il flusso cambia direzione e ripassa unaltra volta per uscire E robusta e richiede poca manutenzione, si può usare anche dove cè poca acqua

49 Turbina cross-flow

50 TURBINA KAPLAN È una turbina idraulica, funziona a piccoli dislivelli fino a qualche decina di metri, ma con grandi portate dacqua Si possono orientare le pale della girante e si può adattare alla portata dacqua

51 Turbina di Kaplan


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