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Concetti Fondamentali sull'Energia

che cos'è all'energia occorre energia ogni volta che si compie un lavoro ad esempio una macchina si muove grazie all'energia fornita da carburante ho le palle di un mulino a vento girano grazie all'energia dell'area gli scienziati definiscono l'energia come la capacità di un corpo di un sistema di corti di compiere un lavoro anche la parola al lavoro in fisica ha un significato ben preciso legato allo spostamento di un corpo e alla forza necessaria per provocarlo compie un lavoro se l'azione di una forza provoca lo spostamento di un corpo ad esempio un ciclista che si trovi in cima a un monte possiede energia in quanto la forza di gravità né può provocare uno spostamento verso il basso l'energia nel sistema internazionale si misura in giù che è la principale unità di misura anche di lavoro e calore on jul è definito come il lavoro compiuto dalla forza di un newton per provocare uno spostamento di un metro nella stessa direzione nella forza un giu uguale un newton per m per avere un'idea concreta di quanto valgano queste unità di misura possiamo dire che su una massa di kg agisce una forza peso di 10 newton e quindi per esempio su una mela di circa 200 grammi agisce una forza peso di due hughton on jul equivale al lavoro che compie ad esempio la forza peso nel far cadere la mela di 200 grammi quando si trovi a mezzo metro da terra quindi per farle compiere un percorso di mezzo metro possiamo dire che l'energia di una mela di 200 grammi che si trovi a mezzo metro da terra si avvale a un giu esistono anche altre unità di misura per l'energia alcuni esempi sono la kcal e i chilowattora l'energia si manifesta in diverse forme vediamo quali sono le principali l'energia termica detta anche calore el energia legata al movimento delle particelle di un corpo infatti la materia è costituito da particelle del the atom o aggregati di atomi dette molecole queste particelle sono in continuo movimento possiamo valutare il calore posseduto da un corpo misurandone la temperatura che rappresenta l'indice del grado di agitazione nelle sue particelle costituenti poi cioè l'energia meccanica che si suddivide in energia potenziale gravitazionale o in energia di posizione che dipende dalla posizione di un corpo dello spazio e energia cinetica che è legata alla velocità di un corpo per illustrare la differenza tra energia potenziale il cinetica consideriamo un pendolo possiamo ipotizzare che nella posizione di riposo la sua energia potenziale si sa nulla questa posizione infatti la forza di gravità non ne provoca uno spostamento se spostiamo la sua massa da un lato facciamo acquistare alla massa una certa energia potenziale legata alla sua nuova posizione infatti se ora lasciassimo andare la massa la forza di gravità sarebbe in grado di provocare uno spostamento e quindi di compiere un lavoro lasciata andare la massa il pendolo inizia a oscillare nel momento in cui arriva nel punto più basso la sua energia potenziale gravitazionale di nuovo nulla ma non è scomparsa si è trasformata infatti il pendolo risale di nuovo ciò che fa risalire il bello è il suo moto allora posso dire c'è l'energia potenziale nel punto più basso cioè trasformata in energia cinetica che proprio in questo punto raggiunge il valore massimo quando la massa risale ai lati invece l'energia potenziale aumenta nuovamente e l'energia cinetica diminuisce fino ad annullarsi nei due punti estremi in cui per un attimo la massa si ferma l'osservazione di questo fenomeno ci permette di intuire che l'energia di un sistema può trasformarsi da una forma a un'altra vediamo adesso altre forme di energia cioè l'energia chimica che è l'energia immagazzinata nei legami molecolari e si può liberare attraverso reazioni chimiche come conseguenza della rottura dei legami esistenti tra gli atomi delle molecole ad esempio dalla reazione chimica di combustione seaver energia termica cioè calore alcune sostanze come ad esempio i carburanti sono particolarmente ricchi di energia chimica ma c'è l'energia nucleare l'energia nucleare è l'energia associata alla disposizione delle particelle all'interno dei nuclei atomici si può liberare durante alcune trasformazioni che coinvolgono i nuclei di particolare gli atomi come ad esempio l'uranio e l'idrogeno dalle trasformazioni sono accompagnate dalla perdita di una piccolissima parte della massa iniziale dei nuclei parte della massa infatti si trasforma in una grandissima quantità di energia secondo l'equazione è uguale emmeciquadro enunciata da albert einstein dove è el energia m è la massa scomparsa e c è la velocità della luce nel vuoto che è elevatissima poi c'è la energia radiante che è l'energia emessa dai corti spontaneamente o in particolari condizioni e si propaga tramite onde le radiazioni luminose come la luce l'infrarosso ultravioletto le onde radio e i raggi xe gamma sono tutti esempi energia radiante infine c'è l'energia elettrica che è legata alla trazione nella repulsione tra cariche elettriche presenti negli atomi che sono costituiti da un nucleo centrale carico positivamente attorno a cui ruotano degli elettroni che hanno carica negativa in certi materiali detti conduttori gli elettroni riescono a muoversi da un attimo all'altro il movimento degli elettroni genera elettricità in natura l'energia elettrica si manifestano i fulmini ma noi non siamo in grado di sfruttarla e invece riusciamo a produrla a partire da altre forme di energia attraverso macchine dette generatori può essere prodotta a partire da fonti esauribili o fonti rinnovabili di energia l'energia elettrica è molto importante perché è facilmente trasportabile e distribuibile inoltre non produce polveri emissioni nel luogo di consumo ed è comoda da usare infatti basta premere un interruttore da via la sua produzione a partire dall'utilizzo i disabili come i combustibili fossili e il nucleare pone problemi ambientali e di sicurezza come vedremo più in là nell'esempio del pendolo abbiamo visto che l'energia di un sistema si può trasformare da una forma all'altra importante legge della fisica e il principio di conservazione dell'energia ci dice che l'energia totale di un sistema resta costante nelle trasformazioni energetiche che lo riguardano tornando all'esempio del ciclista quando si trova a fermo in cima al monte possiede una certa energia potenziale legata alla propria posizione scendendo dal monte la sua energia potenziale diminuisce in quanto diminuisce di quota fino ad annullarsi ai piedi del monte mentre aquis energia cinetica in quanto è un corpo in movimento supponiamo che è arrivato ai piedi del monte freni e si fermi a questo punto sia la sua energia potenziale che la sua energia cinetica valgono zero che fine ha fatto l'energia che possedeva inizialmente delle giacche il ciclista possedeva inizialmente si è trasformata in energia termica a causa dell'attrito ad esempio tra gli ingranaggi della bici tra la ruota e la strada tra i freni e le ruote quindi ha completamente del principio di conservazione dell'energia aggiungiamo che delle trasformazioni energetiche art dell'energia si trasforma in calore a bassa temperatura che non si può più utilizzare ma quali sono le fonti di energia da dove si ricava le fonte a cui ricaviamo energia possono essere classificate in rinnovabili e non rinnovabili o esauriti in fonti rinnovabili sono fonti che si rigenerano almeno alla velocità con cui vengono consumate il loro utilizzo non ne pregiudica l'uso anche da parte delle liberazioni future e sono ad esempio l'energia idrica l'energia solare l'energia eolica l'energia geotermica con l'energia delle biomasse le fonti non rinnovabili invece vengono consumate a velocità maggiore di quella necessaria alla loro rigenerazione alcuni esempi sono i combustibili fossili come carbone il gas naturale e il petrolio e l'uranio delle centrali nucleari [Musica]