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Forme e fonti di energia

Che cos’è l’energia? Sotto quali forme si manifesta? Da quali fonti si può ricavare?
Un breve video del Canale Youtube Tecnologia Duepuntozero introduce in modo semplice questo tema. Dopo averlo guardato, rispondi alle seguenti domande:

  • Cosa avviene durante le trasformazioni di energia da una forma all’altra?
  • Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dell’energia elettrica?

 

Se può esserti utile, scarica gli schemi in formato pdf:

 

Verifica i tuoi apprendimenti con questi quiz interattivi:

Memory game 1

Associa ad ogni carta rossa la corrispondente carta blu

Memory game 2

Associa ad ogni carta rossa la corrispondente carta blu

 

Rinnovabile o esauribile?

Simulatore PhET sulle trasformazioni energetiche

Esercitazione con il simulatore PhET

  1. Scegli la modalità Sistemi. Dedica qualche minuto a giocare con i controlli per vedere cosa succede.

  2. Costruisci qualche sistema energetico, ognuno costituito da:

    • una fonte di energia (scegli tra: energia dall’acqua, energia dal sole, energia dal gas naturale, energia muscolare)
    • una sistema di trasformazione dell’energia (scegli tra: turbina + alternatore, pannello fotovoltaico)
    • un utilizzatore di energia (scegli tra: fornello elettrico, lampadina, ventilatore)
  3. Descrivi cosa succede all’energia mentre si trasforma attraverso il sistema. Compila una tabella con i diversi sistemi energetici creati, seguendo l’esempio:

 

L’energia

Occorre energia ogni volta che si compie un lavoro. Ad esempio, una macchina si muove grazie all’energia fornita dal carburante; le pale di un mulino girano grazie all’energia dell’acqua.

Gli scienziati definiscono l’energia come la capacità di un corpo o di un sistema di compiere un lavoro. Anche la parola lavoro in fisica ha un significato ben preciso, legato allo spostamento di un corpo ed alla forza necessaria a provocarlo.Si compie un lavoro se una forza provoca uno spostamento.

Forme di energia

L’energia si manifesta in diverse forme, vediamole.

Energia termica

Detta anche calore, è legata al movimento delle particelle di un corpo.

Energia chimica

E’ immagazzinata nei legami molecolari. Si può liberare sotto forma di luce e calore attraverso una reazione chimica (combustione). Alcune sostanze ne sono ricche, ad esempio i carburanti.

Energia nucleare

E’ associata alla disposizione delle particelle all’interno del nucleo atomico. Viene prodotta attraverso l’utilizzo di particolari atomi (Uranio, Idrogeno.)

Energia elettrica

E’ legata all’attrazione e 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 atomo all’altro: il movimento degli elettroni genera l’elettricità. In natura l’energia elettrica si manifesta nei fulmini, ma noi non siamo in grado di sfruttarla. Invece riusciamo a partire da altre forme di energia, attraverso macchine dette generatori.

Energia radiante

E’ l’energia della luce. Un esempio è quella proveniente dalle radiazioni solari, le cui manifestazioni sono la luce ed il calore. Può essere sfruttata per produrre energia termica, ad esempio per il riscaldamento domestico attraverso pannelli solari termici, oppure energia elettrica, attraverso pannelli fotovoltaici.

Energia meccanica

Si suddivide in:
– energia potenziale o di posizione: è posseduta dai corpi che si trovano ad una certa altezza da terra. Tali corpi sono in grado di fornire un lavoro grazie alla propria posizione.
– energia cinetica: che possiedono i corpi in movimento.

Il principio di conservazione dell’energia

L’energia totale di un sistema resta costante nelle trasformazioni energetiche che lo riguardano. Nelle trasformazioni, parte dell’energia si trasforma in calore a bassa temperatura, che non si può più utilizzare

Fonti di energia

Quali sono le fonti di energia? Da dove si ricava? Possono essere classificate in:

  • Rinnovabili. Sono risorse naturali che si rigenerano almeno alla velocità con cui vengono consumate.Il loro utilizzo non ne pregiudica l’uso anche da parte delle generazioni future
    Alcuni esempi: Energia idrica, solare, eolica, geotermica, dalle biomasse.
  • Non rinnovabili. Vengono consumate a velocità maggiore di quella necessaria alla loro rigenerazione.
    Alcuni esempi: i combustibili fossili (carbone, gas naturale, petrolio) e l’Uranio delle centrali nucleari.

Energia elettrica

Perché l’ energia elettrica è così importante? Che vantaggi ha?

  • E’ facilmente trasportabile e distribuibile
  • Può essere ritrasformata facilmente (es: in energia meccanica o termica)
  • Non produce polveri o emissioni nel luogo di consumo
  • E’ comoda da usare (basta premere un interruttore

Lo svantaggio è che è difficile da immagazzinare.

L’energia elettrica prodotta nelle centrali elettriche. Esistono centrali elettriche a fonti esauribili  e centrali a fonti rinnovabili.

 

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