FARE ENERGIA
Energia e sue Trasformazioni
FARE ENERGIA
Cos’è l’ ENERGIA ?
E’ LA CAPACITA DI UN CORPO O DI UN SISTEMA A
COMPIERE
LAVORO !!!
Energia e sue Trasformazioni
Il Lavoro
Linguaggio Quotidiano
Linguaggio Fisico
Attività come correre,
saltare, tirare un pallone
sono giocare
Si compie molto
Attività come studiare,
leggere, scrivere sono
un modo di lavorare
Lavoro
Si compie ben poco
Lavoro
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Quanti Tipi di Energia ?

ENERGIA CINETICA
Energia di movimento, radiante, elettrica e termica.

ENERGIA POTENZIALE
Energia gravitazionale, potenziale meccanica ( molle ), chimica e nucleare

ENERGIA
ELETTROMAGNETICA
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Energia Cinetica
Energia
posseduta dai corpi in movimento
ENERGIA DI
MOVIMENTO
Legata al moto di
oggetti e sostanze
ENERGIA
RADIANTE
Legata alla natura
quantica della luce!
Fotoni
ENERGIA
ELETTRICA
E legata al
movimento
delle cariche
elettriche.
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ENERGIA
TERMICA
o CALORE
Legata al moto
e alle vibrazioni
degli elettroni e
degli atomi che li
compongono.
Energia Potenziale
E’ l’energia che dipende dall’altezza
rispetto al suolo, legata all’attrazione
terrestre
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Energia Magnetica
Le proprietà delle calamite e l’orientazione costante
N/S dell’ago della bussola sono manifestazioni della
esistenza dell’energia magnetica
Elettricità e magnetismo
sono strettamente legati:
Un filo percorso da
corrente è in grado di
orientare una bussola.
Questo principio è alla
base dei motori elettrici.
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Come si “crea”
l’Energia Elettrica ?
Tramite particolari trasformazioni
partendo da specifiche
FONTI ENERGETICHE
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Fonti Energetiche.
Rinnovabili o non Rinnovabili ?
Con il termine energie RINNOVABILI si intendono le forme di energia
prodotte da fonti di energia che per loro caratteristica intrinseca si
rigenerano almeno alla stessa velocità con cui vengono consumate o non
sono "esauribili" nella scala dei tempi "umani" .
Fonti RINNOVABILI
Bacini montani
Sole
Vento
Calore della Terra
Maree
-------
Fonti NON RINNOVABILI
Gas naturale
Petrolio
Carbone
Isotopi dell’uranio
-------
Si chiamano ALTERNATIVE tutte quelle forme di energia “ alternative” alle
tradizionali forme di energia derivanti da fonti fossili (petrolio, cabone, gas etc. )
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Energia Elettrica
È associata alla forza che si esercita tra corpi
carichi. Nell’attrarsi ( o respingersi) le cariche
accelerano, acquistando energia cinetica
In un circuito elettrico le
cariche si muovono da un
capo all’altro formando la
corrente elettrica
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Come si trasforma l’energia
cinetica in energia meccanica ?
Turbina
Energia e sue Trasformazioni
Una turbina è una
macchina che
converte l’energia
cinetica e/o
potenziale di un
fluido, ad esempio
acqua o vapore
acqueo, e la
trasforma in
energia meccanica.
Come si trasforma l’energia
meccanica in elettricità ?
Alternatore
Legge di Faraday-Neumann-Lenz
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Come si trasforma l’energia
meccanica in elettricità ?
Alternatore
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Centrale Termo – Elettrica
Una centrale trasforma l’energia termica generata dalla
combustione in energia meccanica, che è poi trasformata in
energia elettrica
In Italia la
componente
termoelettrica
rappresenta
circa l’80% del
totale
Si ottiene dalla
combustione di
Gas, petrolio
carbone …
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Elettricità da …
Il SOLE – Effetto Fotovoltaico
Le celle fotovoltaiche trasformano l’energia solare in
energia elettrica usando materiali semiconduttori
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Il SOLE – Impianti fotovoltaici
Esempi Applicativi
Casa autosufficiente
Impianto fotovoltaico
a terra
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Energia termica da …
Il Sole – Solare Termico
L’energia del Sole si
può facilmente
convertire in calore.
Floricoltori e
agricoltori da tempo
sfruttano il fenomeno
nelle serre.
Un pannello solare
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Energia Elettrica da …
Il Sole – Solare Termodinamico 1
Progetto Archimede
I raggi del sole convogliati da specchi
scaldano dei sali. Questi mantengono il
calore a lungo e creano vapore.
Vapore - aumento di pressione – turbine alternatore ed Energia Elettrica
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Energia Elettrica da …
Il Sole – Solare Termodinamico 2
Planta Solar 20 Siviglia- Spagna
I raggi del sole convogliati da specchi scaldano
un fluido termovettore contenuto in un unico
contenitore. Si hanno temperature più alte
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Energia Elettrica da …
Il Vento
Germania in testa
con 4000 MW
Italia al 5° posto
con 280 MW
La stessa produzione
Unauna
fattoria
del a
con
centrale
vento può
produrre
carbone
emetterebbe
fino a 20 milioni di
nell’atmosfera
kWh all’anno,
22000
t di CO2,
sufficienti
per 7000
125
t di anidride
famiglie.
solforosa
43 t di ossido di azoto
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Aerogeneratore
Anemometro: :
Moltiplicatore
Misura la la
velocità
Trasforma
del ventolenta delle
rotazione
pale fino a 1500
Aerogeneratore
Alternatore
giri/m
percon
muovere
Funziona
un :
Converte
l’alternatore
vento
da 10 a 60 km/h
energia
Produce
500-600 kW
meccanica in
elettrica
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Energia elettrica da …
Calore della terra - Geotermia
La risorsa geotermica è costituita da acque sotterranee
che, a contatto con rocce ad alte temperature, si
riscaldano.
È sfruttata anche per riscaldare case e serre
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Energia Elettrica da …
Bacini montani – Centrale idroelettrica
En. Potenziale >> En. Cinetica >> En. Elettrica
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L’Energia si Conserva
Forze conservative
Il passaggio
da EP a EC
e viceversa
avviene in
modo che la
loro somma
si mantenga
costante
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Energia Elettrica da …
Moto del mare - Energia Mareomotrice
L’energia delle maree (o energia maremotrice) è l’energia che viene
prodotta sfruttando gli spostamenti d’acqua causati dalle maree.
Centrale si Saint-Malo in Bretagna,
alla foce del fiume Rance, sfrutta la
marea che da quelle parti raggiunge
13,5 m di dislivello. La portata
raggiunge 18.000 metri cubi di acqua
al secondo e la potenza erogabile
raggiunge i 240 MW. Con questa
produzione, ogni anno la centrale
copre il 3 % del fabbisogno elettrico
della Bretagna francese.
La centrale comprende una diga in
pietrame, 6 chiuse di entrata e uscita
per vuotare e riempire rapidamente la
foce e 24 turbine a bulbo, sviluppate
appositamente.
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Energia Elettrica da …
Energia Chimica - Pila
Walkman, orologi, cellulari,
pace-maker, motori di
avviamento di auto e motorini
sono alimentati da pile o da
accumulatori.
La Pila di Volta
Forniscono energia elettrica a
spese dell’energia chimica,
attraverso reazioni chimiche
che avvengono al loro interno
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Energia chimica nei sistemi
biologici
Tutti gli esseri viventi
necessitano di energia
per vivere.
Essa proviene dal cibo
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Energia chimica nel cibo
Dovuta ai legami
esistenti fra atomi
e molecole che
compongono
alimenti,
combustibili,
esplosivi, e che
sono detti
legami chimici.
Energia chimica nel cibo
Frutta, verdura
Molto bassa
Latte
Bassa
Carne
Media
Cereali
Alta
Oli, grassi
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Molto alta
Energia Elettrica da …
Energia Nucleare
Deriva dalla rottura e ricomposizione dei
legami fra i protoni e i neutroni che formano i
nuclei atomici.
E=
2
mc
La massa è
una forma di energia
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Fusione Nucleare
Le stelle sono i principali motori ad energia
nucleare
Nel Sole, in ogni
secondo, 560 milioni
di tonnellate di
idrogeno si
trasformano in elio,
liberando un’energia
di 3,8 x 1023 kJoule
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Fissione Nucleare
Un neutrone lento urta un atomo di uranio e lo
spezza in due nuclei di dimensioni circa uguali
1 +
235 
n
U
0
92
La fissione di 1
grammo di
Uranio fornisce
energia come 2
ton. di petrolio
141 +
92 +3 n1
Ba
Kr
56
36
0
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Centrale Nucleare
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Il principio Base
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Consumi di Energia
L’incremento nel consumo di energia
elettrica fu dovuto all’invenzione della
lampadina da parte di Edison (1876)
Elettrodomestico Potenza Media
Scaldabagno
1500 – 4000 watt
Lavatrice
300 – 800 watt
Frigorifero
200 – 500 watt
PC
20 –200 watt
Lampada di Edison
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Consumi di Energia
in Italia - 2010
Energia e sue Trasformazioni
Produzione Energia
riepilogo storico
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Produzione di Energia
Energie rinnovabili
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La Co2 e le fonti di energia
– Giuseppe Bianchi – dati 2006
http://www.museoenergia.it/museo.php?stanza=85&ppost=355
indice SEI (Specific Energy Impact) è riferito alle emissioni di
CO2 per unità di energia generata e calcolato in Kg di CO2 per
KWh elettrico prodotto
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Gli effetti della produzione
Energetica – Effetto Serra
Energia e sue Trasformazioni
Effetto Serra
conseguenze
Energia e sue Trasformazioni
Effetto Serra
conseguenze
Energia e sue Trasformazioni
Effetto Serra
conseguenze
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Effetto Serra
conseguenze
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La più grande fonte di energia pulita
Il RISPARMIO ENERGETICO
Dell’energia Elettrica
•Utilizzo consapevole dei dispositivi
•Elettrodomestici ad alta efficienza
•Lotta allo Stand-by
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La più grande fonte di energia pulita
Il RISPARMIO ENERGETICO
Per produrre calore
•Evitare se possibile scaldabagni e stufe
elettriche
•Utilizzare con accortezza frigo e condiz.
•Alta efficienza dispositivi
•Isolamento termico delle abitazioni
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Il RISPARMIO ENERGETICO
Dispositivi più efficienti
Parte alta “ le frecce “
La “classe A” sia quella che garantisce maggior
risparmio di elettricità. Questa etichetta ha avuto
tanto successo che, ormai, non solo non è possibile
mettere in vendita classi inferiori alla D, ma le case
costruttrici sono arrivate a produrre frigoriferi e
lavatrici che garantiscono risparmi ancora
superiori. Sono così nati frigo A+ e A++, oppure
lavatrici AA e AAA che assicurano il massimo
risparmio sia nel lavaggio, che nella centrifuga
(anche se il bucato è meglio asciugarlo all'aria).
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Il RISPARMIO ENERGETICO
Dispositivi più efficienti
Seconda parte “ i consumi “
Appena sotto le frecce che indicano la
classe energetica, l'etichetta chiarisce
anche il consumo di energia (in kWh) in
un anno di utilizzo “medio” e corretto
dell'apparecchio.
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Il RISPARMIO ENERGETICO
Dispositivi più efficienti
Terza parte “ caratteristiche funzionali “
Nel settore ancora più in basso l'etichetta
indica le caratteristiche prestazionali
fondamentali dell'apparecchio, ad esempio il
volume di frigoriferi e congelatori o il
consumo d'acqua
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Il RISPARMIO ENERGETICO
Dispositivi più efficienti
Costo
elettricità
euro/anno
Classe
Costo
elettricità
euro/anno
Elettrodomestico
Classe
Frigorifero
C
92
A++
Inferiore a 34
Lavatrici
C
58
AAA
Inferiore a 40
Lavastoviglie
C
54
A
Inferiore a 42
Forno elettrico
C
24
A
Inferiore a 14
Condizionatori
C
180
A
Inferiore a
160
Fonte Enea
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Nuove frontiere
Pila a combustibile
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Pila a combustibile
Idrogeno + Ossigeno
Il gas di scarico è
VAPORE ACQUEO !!!!!
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Pila a combustibile
Idrogeno + Ossigeno
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Nuove frontiere
Fusione Fredda e-cat
Ni + H + ?
Energia + Cu
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Nuove frontiere
Fusione Fredda e-cat
Focardi e Rossi
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ing. Giuseppe Scappini
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