Energia e trasformazioni della materia. Primo input : Il principio di conservazione Energia chimica, termica e interna Energia interna e trasformazioni.

Presentazione sul tema: "Energia e trasformazioni della materia. Primo input : Il principio di conservazione Energia chimica, termica e interna Energia interna e trasformazioni."— Transcript della presentazione:

1 energia e trasformazioni della materia

2 Primo input : Il principio di conservazione Energia chimica, termica e interna Energia interna e trasformazioni della materia I conti con l’energia Il potere calorifico Reazione di combustione ed energia elettrica Reazioni di combustione ed impatto ambientale Reazioni chimiche ed energia elettrica Energia chimica ed alimentazione Energia per le attività umane

3 Il principio di conservazione dell’energia L’energia si trasforma continuamente da una forma a un’altra, ma l’energia totale del sistema più l’ambiente esterno non cambia

4 Energia e particelle l’ energia cinetica connessa al movimento delle particelle l’ energia potenziale e’ associata alla posizione relativa delle particelle La somma delle energie cinetiche delle p energia termica L’insieme delle energie potenziali delle p energia chimica Energia interna : somma di energia termica e chimica posseduta da TUTTE LE PARTICELLE DI un corpo

5 Energia chimica e passaggi di stato Come vedete ( e come dovreste sapere) durante i passaggi di stato di una sostanza pura ( o meglio semplice) la temperatura non varia…tuttavia per fondere del ghiaccio io devo fornire calore!!! Che fine fa il calore che fornisco? Si trasforma in energia chimica, il ghiaccio e l’acqua all’inizio e alla fine della fusione possiedono la stessa energia termica, ma l’acqua possiede più energia chimica!!!! Una trasformazione che richiede energia per avvenire e’ detta endoenergetica, in particolare se l’energia richiesta e’ termica si dice endotermica Una trasformazione che sviluppa energia e’ detta esoenergetica, in particolare se l’energia e’ termica si dice esotermica

6 Energia e dissoluzione di un soluto in un solvente Alcune sono esotermiche altre endotermiche Dipende dal fatto che nelle dissoluzioni si ha la rottura di legami tra le particelle di soluto e la formazione di nuovi legami intermolecolari tra particelle di soluto e di solvente Es NaOH in acqua e’ esotermica poiché i legami tra gli ioni e le molecole di acqua hanno energia chimica inferiore rispetto ai legami chimici tra gli ioni dell’ idrossido di sodio

7 Reazioni chimiche esotermiche L’energia scritta in fucsia in ordinata è l’energia chimica, come vedete i reagenti e i prodotti hanno diversa energia chimica. Cosa è successo alla differenza di energia chimica( segnata in verde) ? Si è trasformata in energia termica che viene liberata dal sistema. Non considerate lo stato di transizione non l’abbiamo ancora fatto, considerate solo la differenza di energia tra reagenti e prodotti segnata in verde

8 Reazioni chimiche endotermiche In una reazione endotermica invece le sostanze devono assorbire energia per formare i prodotti. Per ottenere l’energia chimica necessaria a formare i prodotti il sistema assorbe energia termica che si trasforma in energia chimica

9 I conti con l’energia q= m Cs T q si calcola in Joule ( sola unità di misura permessa nel sistema SI) o spesso in KJ Cs è il calore specifico dell’acqua 4,184Kj/Kg C

10 Il potere calorifico Calore sviluppato da 1 Kg o da 1 m 3 di combustibile

11 La produzione Energia elettrica Energia cinetica Turbina Alternatore Trasforma energia cinetica in energia meccanica Trasforma energia meccanica in energia elettrica Energia meccanica Energia elettrica c.Termoelettriche c.Geotermiche c.Idroelettriche c. Eoliche

12 Reazioni di combustione e impatto ambientale 1) produzione di CO2 causa effetto serra 2) produzione di ossidi di zolfo causano piogge acide

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15 Reazioni chimiche ed energia elettrica Pile e batterie trasformano energia chimica in energia elettrica Le batterie sono sistemi di pile uguali collocate in serie

16 Energia chimica e alimentazione L’energia necessaria per il motore umano proviene dalla combustione delle sostanze contenute negli alimenti Dal punto di vista energetico i più importanti sono 1) lipidi 2) zuccheri o glucidi o carboidrati Fotosintesi processo endoenergetico nel quale si producono ossigeno e glucosio La reazione di combustione del glucosio produce energia chimica necessaria alle attività vitali di tutti gli organismi, il processo prende il nome di respirazione cellulare Le piante fanno sia la fotosintesi sia la respirazione I consumatori fanno solo la respirazione devono pertanto introdurre glucosio con l’alimentazione

17 Energia per le attività umane Energie esauribili : combustibili fossili Energie rinnovabili : energia solare, energia idroelettrica, energia eolica, biomasse Concetto di BIOMASSA dal punto di vista energetico: le biomasse sono forme biotiche che possono essere usate come fonti di energiafonti di energia

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19 Il principio di conservazione dell’energia L’energia………………, ma l’energia totale del sistema più ……………..non cambia

20 Energia e particelle l’ energia cinetica connessa al ………….delle particelle l’ energia potenziale e’ associata alla …………….relativa delle particelle La somma delle energie cinetiche energia……… L’insieme delle energie potenziali energia……….. Energia interna :……………………………………..

21 Energia chimica e passaggi di stato Come vedete ( e come dovreste sapere) durante i passaggi di stato di una sostanza pura ( o meglio semplice) la temperatura non …….…tuttavia per fondere del ghiaccio io devo………………….!! Che fine fa il ………….che fornisco? Si trasforma in…………., il ghiaccio e l’acqua all’inizio e alla fine della fusione possiedono la stessa…………., ma l’acqua possiede più energia………….!!!! Una trasformazione che richiede energia per avvenire e’ detta…………….., in particolare se l’energia richiesta e’ termica si dice…………….. Una trasformazione che sviluppa energia e’ detta……………., in particolare se l’energia e’ termica si dice………………

22 Energia e dissoluzione di un soluto in un solvente Alcune sono …………….altre…………………… Dipende dal fatto che nelle dissoluzioni si ha la rottura di ………….tra le particelle di soluto e la formazione di ………………..tra particelle di soluto e di………………………… Es NaOH in acqua e’ ……………..poiché i legami tra gli ioni e le molecole di acqua hanno energia chimica …….. rispetto ai legami chimici tra gli ioni dell’ idrossido di sodio

23 Reazioni chimiche esotermiche L’energia scritta in fucsia in ordinata è l’energia chimica, come vedete i reagenti e i prodotti hanno diversa energia chimica. Cosa è successo alla differenza di energia chimica( segnata in verde) ?............................................................................. Non considerate lo stato di transizione non l’abbiamo ancora fatto, considerate solo la differenza di energia tra reagenti e prodotti segnata in verde

24 Reazioni chimiche endotermiche In una reazione endotermica invece le sostanze devono …………….per formare i prodotti. Per ottenere l’energia chimica necessaria a formare i prodotti il sistema assorbe ……………che si trasforma in………………..

25 I conti con l’energia q=………. q si calcola in ……( sola unità di misura permessa nel sistema SI) o spesso in KJ Cs è il calore specifico dell’acqua …….Kj/Kg C

26 Il potere calorifico ……………………………………

27 La produzione Energia elettrica ………………….. ………… …………………………… …………….Energia elettrica c.Termoelettriche c.Geotermiche c.Idroelettriche c. Eoliche

28 Reazioni di combustione e impatto ambientale 1) produzione di CO2 causa………. 2) produzione di ossidi di zolfo causano………..

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31 Reazioni chimiche ed energia elettrica Pile e batterie trasformano energia ……….in energia………………. Le batterie sono sistemi di pile uguali collocate in serie

32 Energia chimica e alimentazione L’energia necessaria per il motore umano proviene dalla …………… delle sostanze contenute negli alimenti Dal punto di vista energetico i più importanti sono 1)…………….. 2)…………………………….. Fotosintesi processo ……………nel quale si producono …………..e……………… La reazione di combustione del glucosio produce energia …………..necessaria alle attività vitali di tutti gli organismi, il processo prende il nome di…………………. Le piante fanno sia la …………sia la………….. I consumatori fanno solo la ……….e devono pertanto introdurre ………….. con l’alimentazione

33 Energia per le attività umane Energie esauribili :………………………. Energie rinnovabili :…………………………………. Concetto di BIOMASSA dal punto di vista energetico: le biomasse sono ………………..che possono essere usate come………………………

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35 2) Il vino è una bevanda antichissima, forse nata per un caso, che solo con il passare del tempo è stato affinato per mezzo di tecniche di vinificazione sempre migliori. E' un prodotto dell'uomo e della natura, quest'ultima da sola produrrebbe solo aceto! Non viene usato solo come bevanda, ma in numerose preparazioni culinarie, alle quali dona profumi e sapori deliziosi. Pensa a quali sono i processi esoenergetici ed endoenergetici associati alla produzione di un vino o di un liquore distillato dal vino, indica per ognuno se è endoenergetico o esoenergetico 1)............................................ 2)............................................. 3).............................. In relazione ai problemi legati all’uso dei combustibili nella vita quotidiana, indica l’unica affermazione sbagliata : durante la combustione, lo zolfo presente in molti combusitibiliforma ossidi allo stato gassoso che si liberano nel’aria gli ossidi di azoto e di zolfo possono reagire con l’acqua formando sostanze acide che ricadono a terra creando il noto problema delle piogge acide la grand eproduzione di anidride carbonica incrementa l’effetto serra dell’atmosfera che causa un aumento della temperatura della terra la distruzione delle foreste aggrava l’effetto serra in quanto diminuisce la quantità di piante che assorbono l’anidride carbonica producendo l’ossigeno il problema dell epiogge acide potrebbe essere contenuto se tutti noi usassimo come combustibile la legna...............

36 da alcuni anni nel nostro paese si è esteso l’utilizzo per uso domestico di energia prodotta con la combustione di metano anziché di gasolio o carbone. Indica i due evidenti vantaggi ottenuti con questa scelta eliminazione dell’effetto serra riduzione dell’inquinamento atmosferico riduzione del traffico di automezzi adibiti al rifornimento dei combustibili utilizzazione di una fonte di energia rinnovabile anziché di origine fossile grande risparmio economico Indica un vantaggio ed uno svantaggio riguardanti la produzione di energia elettrica tramite generatori ad energia eolica rispetto alla produzione con combustibili fossili Vantaggio……………. Svantaggio ……………….

37 Ferwerda paragona il mais usato come combustibile al mais usato come alimento. Sotto c’è un elenco di fenomeni che avvengono quando il mais brucia. Questi fenomeni avvengono anche quando il mais fa da combustibile nel corpo di un animale? Fai un cerchio intorno a «Sì» o a «No» per ciascuno dei fenomeni. Quando il mais brucia: Viene consumato ossigeno Questo avviene anche quando il mais fa da combustibile nel corpo di un animale? Si/No Viene prodotto diossido di carbonio (anidride carbonica) Questo avviene anche quando il mais fa da combustibile nel corpo di un animale? Si/No Viene resa disponibile energia Questo avviene anche quando il mais fa da combustibile nel corpo di un animale? Si/No

38 Il frullatore Metto latte, zucchero e cacao nella tazza di un frullatore, collego il frullatore alla rete elettrica e premo un pulsante per metterlo in funzione. Spengo dopo un minuto circa. Quali trasformazioni di energia sono avvenute? Completa la risposta qui sotto scrivendo le parole corrette al posto dei puntini. L’ ………………………. prelevata dalla rete ha alimentato un motore che l’ha trasformata in ………….. …………………. (………………………………….. delle pale). Le pale hanno esercitato una forza che ha messo in movimento il latte, quindi hanno fatto un ……………. L’attrito interno ha trasformato l’ …………………….. …………..… in …………………………………… del sistema, quindi la …………………………… del sistema è aumentata. Il latte non è più in equilibrio con l’ambiente e cede …..……………… all’ambiente.

39 Montagne russe In un parco divertimenti hanno deciso di installare una montagna russa. [In una montagna russa il vagone non ha motore. Nella prima salita il vagone sale agganciato ad una cremagliera (vedi figura qui a fianco). Arrivato in cima il vagone si sgancia dall’ingranaggio e prosegue liberamente fino a fine corsa dove entra in azione un dispositivo di frenaggio.] Per la progettazione del percorso il comitato organizzatore ha pensato di rivolgersi all’architetto Pastrocchioni, un professionista noto per non avere eccessive pretese economiche. Dopo qualche giorno l’architetto si è presentato con le carte del suo progetto. Ha mostrato come prima cosa il disegno qui sotto …. ed è stato immediatamente cacciato in malo modo. stazione di partenza cremagliera Che cosa c ’è di sbagliato nel disegno? Perch é un vagoncino delle montagne russe non può muoversi su questo percorso?