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 TECNOLOGIA
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FORME E TRASFORMAZIONI
UNITA’ DI MISURA
TRASFORMAZIONI DELL’ENERGIA
ENERGIA E FONTI ENERGETICHE NELLA STORIA
FONTI ENERGETICHE DERIVATE DAL SOLE
FOTOSINTESI CLOROFILLIANA
LE PIANTE
COMBUSTIBILI FOSSILI
ELEMENTI NATURALI
IRRAGGIAMENTO DIRETTO
ENERGIA
FORME E TRASFORMAZIONI
Si può definire energia la capacità dei corpi o di
fenomeni di produrre in qualsiasi maniera
lavoro.
L’energia 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 d’acqua 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).
L’energia quindi non si crea,non si distrugge,
ma semplicemente si converte passando da una
forma all’altra.
UNITA’ DI MISURA DELL’ENERGIA 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
L’energia termica può convertirsi, mediante una
macchina a vapore o a turbina, in energia
meccanica; questa si può trasformare in termica
con l’attrito.
L’energia chimica contenuta nei combustibili si
trasforma, con la combustione, in energia termica o
in energia meccanica tramite il motore a
combustione interna.
L’energia meccanica può essere trasformata in
energia elettrica con la dinamo o con
l’alternatore.
L’energia elettrica può convertirsi, mediante un
motore elettrico, in energia meccanica, o in
termica con una resistenza elettrica.
Ecc. ecc.
TRASFORMAZIONI
DELL’ENERGIA
Attrito
En.Termica Macchine a vapore-turbine
Alternatore - Dinamo
Accumulatore
En.Elettrica
Motore elettrico
En.Chimica
Pila-accumulatore
En.Meccanica
Energia e fonti energetiche nella
storia
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
l’uomo utilizzò per il riscaldamento
e la cottura dei cibi. La
trasformazione successiva
dell’uomo 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
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 l’energia solare, accumulata attraverso il
processo di fotosintesi clorofilliana nei vegetali. Altre forme disponibili di
energia erano quelle del vento e delle acque dei fiumi: l’introduzione della
vela nella navigazione sostituì in parte l’uso 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 dell’uomo 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 all’abolizione della schiavitù.
l’introduzione della macchina si ebbe a seguito di
innovazioni energetiche come l’utilizzazione della
MACCHINA A VAPORE, applicata immediatamente all’industria ed ai trasporti
(locomotiva a vapore e bastimenti a vapore). Le possibilità energetiche che ne
scaturirono furono enormi:l’energia 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).
È l’epoca 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 l’800. Agli inizi del 20 secolo
fanno la loro apparizione le prime applicazioni dell’elettricità 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 l’estrazione 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 l’energia elettrica.
Inquinamento del petrolio
Estrazione
FONTI ENERGETICHE DERIVATE DAL
SOLE
Il 95% delle fonti energetiche sono derivate dal sole. Mentre il 5%
delle energie rimanenti non derivate dal sole sono: l’energia
nucleare, quelle ricavate dalla terra (GEOTERMIA), e il moto
delle maree.
FOTOSINTESI IERI
FOTOSINTESI
OGGI
ELEMENTI NATURALI
IRRAGGIAMENTO
DIRETTO
FOTOSINTESI CLOROFILLIANA
MOLECOLE DI
CLOROFILLA
+
ENERGIA
LUMINOSA
SCISSIONE
MOLECOLA
DELL’ACQUA
H2O
RESPIRAZIONE
OSSIGENO
ARIA
COMBUSTIONE
IDROGENO
SOLE
+
ANIDRIDE
CARBONICA
ARIA
SINTESI DI
CARBOIDRATI
COMPLESSI
⇨
VEGETALI
Il meccanismo che è alla base e permette l’ accumulo di energia nei vegetali è
la funzione clorofilliana (fotosintesi). La pianta assorbe dall’aria l’anidride
carbonica: all’interno della foglia la luce riesce a combinare l’anidride
carbonica con l’acqua, così da ottenere amido (che è il primo componente
della catena alimentare) ed ossigeno che viene immesso nell’ambiente.
L’ossigeno 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
LE PIANTE
FORAGGERE
Animali
ALIMENTARI
uomo
EN. MECCANICA EN. MECCANICA
E TERMICA
E TERMICA
ALBERI
BIOMASSA
legno
biogas
EN. 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.
COMBUSTIBILI FOSSILI
CARBONE
PETROLIO
GAS NATURALE
COMBUSTIONE
COMBUSTIONE
COMBUSTIONE
EN. TERMICA
EN. TERMICA
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.
L’energia raggiante del sole è l’energia (luce, calore …) che arriva ogni giorno sul nostro
pianeta. Essa deriva dalla fusione nucleare che avviene in continuazione nel sole.
L’energia 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
MULINI A
VENTO
EN. MECCANICA
CENTRALI
EOLICHE
MULINI AD
ACQUA
EN. ELETTRICA
EN. MECCANICA
ACQUA
CENTRALI
IDROELETTRICHE
EN. ELETTRICA
IRRAGIAMENTO
DIRETTO
L’energia solare può essere sfruttata direttamente per
innalzare la temperatura dell’acqua o di un fluido (pannelli
solari) o per conversione diretta di energia elettrica (celle
fotovoltaiche) ; è un’energia pulita e inesauribile che non
inquina e che non contamina, distribuita, anche se in modo
non uniforme, su tutto il globo.
IRRAGGIAMENTO
DIRETTO
CALORE
(en. Termica)
PANNELLI
SOLARI
CENTRALI A
SPECCHI
LUCE
•Acqua calda
•Riscaldamento
(EN. TERMICA)
•Caldaia – vapore –
turbina
alternatore
( EN. ELETTRICA)
CELLE
FOTOVOLTAICHE
•Pannelli fotovoltaici
(EN. ELETTRICA)