Quali sono le principali forme di energia

Q: Qual è la nostra principale fonte di energia?

lenergia solare: è lenergia sprigionata dalle radiazioni solari che colpiscono il nostro pianeta. È prodotta continuamente ed è considerata la fonte primaria di energia sulla Terra.

Q: Qual è lenergia più diffusa?

Per quanto riguarda lenergia solare, essa è la regina di questo tipo di fonti. Infatti presenta numerosi vantaggi quali: riduzione del consumo di carburanti fossili, grande risparmio economico se installata correttamente, inoltre non scarica nellatmosfera sostanze inquinanti o tossiche.

Tipi di energia: esempi

L'energia è la capacità di un corpo di compiere lavoro (rappresenta infatti la capacità di indurre un cambiamento nell'universo).

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Tipi di energia: esempi
Quali altre forme di energia esistono?
Quali sono le principali fonti di energia?
Qual è la nostra principale fonte di energia?
Quali sono le fonti di energia scuola primaria?
Qual è l'energia più diffusa?

L'energia è una grandezza derivata del Sistema Internazionale ed è una grandezza estensiva; la sua unità di misura è il joule (simbolo: J):

Tutte le forme di energia, che vedremo in seguito, possono essere ricondotte a tre tipi principali: l'energia cinetica, l'energia potenziale e l'energia di massa.

Energia cinetica

L'energia cinetica è l'energia associata a un corpo in movimento; il suo valore numerico dipende sia dalla massa del corpo che dalla sua velocità, secondo l'equazione:

in cui:

Ec è l'energia cinetica in joule (J);
m è la massa del corpo in chilogrammi (kg);
v è la velocità del corpo espressa in metri al secondo (m/s).

L'acqua di una cascata, una macchina in movimento o le particelle di un gas posseggono energia cinetica.

L'energia potenziale

L'energia potenziale (Ep) è l'energia associata alla disposizione di un corpo nello spazio; più in dettaglio, potremmo definire l'energia potenziale come una forma di energia posseduta da un corpo in relazione alla sua posizione o orientamento rispetto ad un campo di forze a lui riferite.

Energia di massa

L'energia di massa (Em) è l'energia associata alla massa di un corpo; viene espressa dalla nota formula di Einstein:

Em = m · c2

in cui:

Em è l'energia di massa in joule;
m è la massa del corpo in kg;
c la velocità della luce: C = 3·108 m/s.

È intuitivo associare l'energia a un corpo in movimento o a un un masso immobile che si trova sulla cima di una montagna (quest'ultimo ha una grande capacità di compiere un lavoro!); è bene però ricordare che anche una sostanza come la benzina possiede energia: infatti, se viene fatta bruciare in un motore, è in grado di fare muovere una macchina.

Quali altre forme di energia esistono?

L'energia è uno degli attributi della materia e può presentarsi sotto molteplici aspetti:

energia meccanica,
energia termica,
energia chimica,
energia nucleare,
energia magnetica,
energia luminosa,
energia muscolare,
energia elettrica,
energia eolica,
energia idroelettrica,
energia fotovoltaica,
ecc.

1) Energia meccanica

L'energia meccanica è una forma di energia data dalla somma tra l'energia cinetica e l'energia potenziale di un sistema.

2) Energia termica

L'energia termica è una forma di energia posseduta da qualsiasi corpo che si trova ad una temperatura superiore allo zero assoluto.

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3) Energia chimica

L'energia chimica è una forma di energia accumulata nei legami chimici.

4) Energia nucleare

L'energia nucleare è una forma di energia che viene liberata dal nucleo atomico in seguito a decadimento radioattivo o reazione nucleare.

5) Energia magnetica

L'energia magnetica è una forma di energia posseduta da un campo magnetico, come quello di una calamita.

6) Energia luminosa

L'energia luminosa è una forma di energia posseduta dalla luce.

7) Energia muscolare

L'energia muscolare è una forma di energia fornita dai movimenti della muscolatura scheletrica, umana ed animale.

8) Energia elettrica

L'energia elettrica è una forma di energia posseduta dalla corrente elettrica (o più in generale da tutte le cariche elettriche in movimento).

9) Energia eolica

L'energia eolica è una forma di energia posseduta dal vento (più in generale è l'energia cinetica posseduta da una massa d'aria in movimento).

10) Energia idroelettrica

L'energia idroelettrica è una forma di energia posseduta da grandi masse d'acqua movimentate dalla gravità. Per mezzo di centrali idroelettriche, è possibile trasformare l'energia idroelettrica in elettricità.

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Cos’è l’energia. Utilizziamo energia tutti i giorni, viviamo per mezzo dell’energia, ci nutriamo di energia, tutto ciò che conosciamo funziona per mezzo dell’energia in tutte le sue forme ed aspetti. Ma, cos’è l’energia. Vediamo di capire cosa si nasconde sotto una delle parole più utilizzate nel lessico corrente.

Innanzitutto diciamo che la parola deriva dal greco energheia e assume il suo significato attuale solo dopo gli studi di Keplero.

Si definisce energia l’attitudine di un sistema o di un corpo a compiere un determinato lavoro la cui unità di misura nel Sistema Internazionale è il Joule. L’energia può presentarsi sotto diverse forme: potenziale, cinetica, termica, solare, nucleare, ecc. L’energia è una proprietà della materia ed è strettamente legata ai concetti di lavoro e di forza. Una forza applicata ad un corpo compie un lavoro se ne provoca lo spostamento. Chiamiamo la forza F; se la sua direzione, quando è applicata a un corpo, è uguale alla direzione dello spostamento, che definiremo s, il lavoro L si ottiene dal seguente prodotto:

Lavoro = Forza x Spostamento

Di conseguenza possiamo definire “l’energia come la misura del lavoro che un corpo è in grado di compiere“.

Un altro passo fondamentale da compiere per comprendere come l’energia si manifesta nel mondo da noi conosciuto è quello di prendere in considerazione il principio che dice: “l’energia si trasforma, non viene né creata, né distrutta”. In pratica questo postulato, afferma una cosa semplicissima e cioè che, l’energia può essere trasferita da un corpo a un altro oppure passare da uno stato all’altro, tuttavia la somma totale dell’energia prima e dopo la trasformazione è sempre la stessa. Questo prende il nome di “Principio di Conservazione dell’Energia“.

Questo postulato, ci fa comprendere come qualunque cosa noi facciamo, non contribuiamo mai, ne a creare ne a distruggere energia; sfruttiamo solo in un determinato momento o in una determinata azione l’energia in una delle sue forme conosciute, per realizzare un lavoro. Facciamo, cioè, passare l’energia da uno stato ad un altro: ad esempio usiamo l’energia nella sua forma chimica (il cibo) per far correre il nostro corpo lungo un viale, trasformando l’energia in esso contenuta in energia cinetica (movimento).

Vediamo in quali forme l’energia può manifestarsi:

L’energia potenziale è quella che un corpo “potenzialmente” conserva dentro di se ed è associata alla sua posizione e su come influiscono su di esso le forze generate da altri corpi.

Esempio: un vaso poggiato su di un tavolo, mantiene la sua posizione in virtù della forza gravitazionale terrestre. Quindi, possiede un’energia (potenziale) che lo tiene fermo ed è massima finché questa condizione non muta. Se una forza agisce contro di esso, ad esempio una mano spinge il vaso fuori dal tavolo, questo subisce la forza di attrazione terrestre ed accusa uno spostamento verso il basso. L’energia potenziale che il vaso possedeva, diminuisce trasformandosi in energia cinetica, ossia di movimento.

L’energia potenziale si esprime con la seguente formula: Ep = m*g*h dove m=massa, g=forza di gravità e h=altezza.

L’aggettivo “cinetica”, deriva dal sostantivo greco “kinesis”, che significa letteralmente “movimento”. L’energia cinetica è dunque l’energia posseduta da un corpo a causa del suo movimento. E’ in pratica il lavoro che si deve compiere per far muovere un corpo, inizialmente fermo, ad una determinata velocità di movimento. L’energia cinetica è determinata dalla massa del corpo e dalla velocità di movimento. L’energia cinetica si distinguere in due tipologie:

traslazionale quando il movimento è lo spostamento del corpo stesso (es. auto in corsa);
rotazionale quando il movimento è di rotazione (es. ruota di una bicicletta).

L’energia elastica è il lavoro compiuto da un corpo elastico che viene deformato dalle forze esterne. Al termine dell’azione delle forze esterne il corpo riprende la sua configurazione e forma iniziale. Il corpo elastico possiede una energia immagazinata tramite la quale riesce sempre a tornare alla sua forma iniziale (es. molla).

L’energia chimica è sviluppata o assorbita nel corso di una trasformazione chimica (reazione chimica). E’ la conseguenza della rottura dei legami tra gli atomi delle molecole che si spezzano e della formazione dei legami tra le molecole che si formano. Un esempio è la digestione del cibo nel nostro corpo o la combustione di un idrocarburo all’interno di una centrale termoelettrica.

L’energia meccanica si può presentare in forma di energia cinetica, potenziale o elastica. E’ quella forma di energia che viene sviluppata da un meccanismo sottoposto a un lavoro per effetto di una delle condizioni precedenti.

L’energia eolica è una fonte di energia ottenuta tramite lo sfruttamento dell’energia cinetica del vento. L’energia eolica è utilizzata dall’uomo fin dall’antichità. Basti ricordare, ad esempio, la navigazione a vela, utilizzata dall’uomo per solcare mari e oceani. L’energia eolica è considerata una fonte di energia pulita, infatti non produce inquinamento o emissioni di gas serra.

L’energia nucleare è una fonte di energia derivata dalla forza che tiene insieme il nucleo di un atomo. La rottura del nucleo degli atomi, attraverso il processo di fissione, rilascia una elevata quantità di energia. Lo sfruttamento dell’energia nucleare consiste in una fissione controllata in grado di sfruttare l’energia termica rilasciata dalla separazione degli atomi. Lo stesso accade nel processo di fusione di due atomi. Con il termine energia nucleare si intende il legame che tiene uniti i neutroni ed i protoni del nucleo di un atomo.

L’energia termica è il calore che viene generato dal moto degli atomi e delle molecole all’interno di un corpo. Quando un corpo viene scaldato aumenta il moto, le vibrazioni e le collisioni degli atomi. L’eccitazione degli atomi è fonte di energia termica. L’energia termica è posseduta da qualsiasi corpo che abbia una temperatura superiore allo zero assoluto. L’energia termica si può sviluppare attraverso differenti meccanismi di passaggio dell’energia. Queste tipologie sono tre e sono:

Conduzione. Per conduzione si verifica il passaggio di energia termica tra sistemi solidi o al loro interno.
Convezione. Per convezione si verifica il passaggio di energia termica tra sistemi fluidi.
Irraggiamento. Per irraggiamento di verifica il passaggio di energia termica attraverso emissione di onde elettromagnetiche luminose ed infrarosse. L’energia termica del sole arriva sulla terra per effetto di irraggiamento.

L’energia solare è l’energia proveniente dal Sole. Il Sole irraggia il nostro pianeta per una potenza di circa 180 mila miliardi di kilowatt. Una parte dei raggi solari viene riflessa dall’atmosfera terrestre verso lo spazio esterno. Complessivamente, giunge fino alla superficie terrestre circa 1 kilowatt di energia solare per metro quadro. L’energia solare è alla base dell’origine dell’energia sulla Terra.

L’energia elettrica è l’energia associata all’elettricità. Il termine è utilizzato per indicare sia l’energia di una corrente che per l’energia elettrostatica derivante da una particolare distribuzione delle cariche in un corpo. In natura il fenomeno si sviluppa nei fulmini durante i temporali. E’ difficile da accumulare, ma ha il vantaggio di essere facilmente trasportabile e trasformabile.

L’energia sonora è l’energia delle vibrazioni meccaniche che si propagano da una sorgente sonora in tutte le direzioni sotto forma di onde dette elastiche. Queste onde producono delle perturbazioni nella densità dell’aria e dei corpi circostanti.

L’energia radiante viene emessa dai corpi sotto forma di irradiazioni di onde elettromagnetiche. L’irradiamento può essere emesso dal corpo in modo spontaneo o in particolari condizioni di sollecito. Le principali forme di energia radiante sono:

radiazioni luminose (luce, ultravioletto, infrarosso);
raggi X;
raggi gamma;
onde radio.

Mentre la forma è il modo in cui l’energia si manifesta, le fonti rappresentano l’origine da cui l’energia viene acquisita, ossia la sorgente. Tra queste la più importante è il Sole perché da esso dipendono molte altre fonti sul nostro pianeta che altrimenti non esisterebbero neppure come il vento, l’acqua, la fotosintesi.

Altre ancora non dipendono direttamente dal Sole, come l’energia nucleare e l’energia geotermica, alcune sono esauribili come i combustibili fossili, altre inesauribili come vento sole e acqua.

Le principali fonti di energia sono:

sole;
acqua;
atomo;
vento;
combustibili fossili (carbone, petrolio, metano);
geotermia;
rifiuti;
idrogeno;
nuove fonti.

Queste fonti vengono definite primarie perché l’energia è trasformabile direttamente da esse, mentre una fonte viene definita secondaria quando è ottenuta per trasformazione da un’altra fonte, come ad esempio l’elettricità.

Infine, definiremo riserve tutti quelle fonti note, di cui conosciamo dislocazione e quantità, cioè che sono quantificabili e misurabili, e disponiamo delle tecnologie utili a sfruttarle.

Es. i pozzi petroliferi noti consentono di prevedere in base all’attuale ritmo di sfruttamento, per quanto tempo ancora avremo riserve utilizzabili prima del loro esaurimento.

Si definiscono, invece, risorse quelle fonti non conosciute perché non ancora scoperte o per le quali non abbiamo tecnologie idonee a sfruttarle.

Es. giacimenti petroliferi non ancora scoperti che potrebbero allungare il tempo di sfruttamento di questa fonte o come nel caso della fusione a freddo, l’incapacità tecnica di realizzarla con le conoscenze attuali.

MAPPA CONCETTUALE DELL’ARGOMENTO:

ENERGIA DAGLI OCEANI
Le CENTRALI GEOTERMICHE
FOTOVOLTAICO e SOLARE a bassa temperatura
Le CENTRALI SOLARI a Concentrazione
Le CENTRALI EOLICHE (Wind Farm)
La CENTRALE IDROELETTRICA

Quali sono le principali fonti di energia?

Le fonti di energia si possono classificare in fonti rinnovabili e fonti non rinnovabili Le fonti di energia rinnovabili forniscono energia che si rigenera in continuazione mediante trasformazioni chimiche (come le biomasse = parte biodegradabile di prodotti provenienti dall'agricoltura, come sostanze vegetali o ...

Qual è la nostra principale fonte di energia?

l'energia solare: è l'energia sprigionata dalle radiazioni solari che colpiscono il nostro pianeta. È prodotta continuamente ed è considerata la fonte primaria di energia sulla Terra.

Quali sono le fonti di energia scuola primaria?

Sono fonti primarie il petrolio, il carbone, il gas naturale, l'acqua dei fiumi e dei laghi, il sole, il vento, il calore della terra, i combustibili nucleari come l'uranio, la forza delle onde e delle mare. Sono fonti secondarie, ad esempio, i prodotti derivati dalla lavorazione del petrolio, come l'olio combustibile.

Qual è l'energia più diffusa?

Per quanto riguarda l'energia solare, essa è la regina di questo tipo di fonti. Infatti presenta numerosi vantaggi quali: riduzione del consumo di carburanti fossili, grande risparmio economico se installata correttamente, inoltre non scarica nell'atmosfera sostanze inquinanti o tossiche.

Energia meccanica