Basic HTML Version
Il principio di conservazione dell’energia
Quello si energia è un concetto abbastanza intuitivo, la
cui definizione scientifica però non è semplice: in
fisica
,
per «energia» si intende una forza che permette di
com-
piere un lavoro
: in
tecnologia
con questo termine si
indicano le
forze impiegate
, per esempio, per
far fun-
zionare macchine
, per
produrre calore
o r
affreddare
un ambiente
. (vedi Conoscenze di base 4 -
L’energia
)
Fondamentale caratteristica dell’energia è quella di pre-
sentarsi sotto
forme diverse
, che si
trasformano
l’una
nell’altra. L’acqua racchiusa da una diga in un bacino,
per esempio, possiede energia potenziale che si trasfor-
ma in energia cine tica (o di mo vimento) quando, con
una caduta, scende a un livello inferiore e può azionare
un generatore di energia ele ttrica. L’energia chimica
degli alimenti, consumati da un organismo viv ente, si
trasforma in energia muscolare o termica.
L’energia utilizzata per compiere un lavoro ricompare,
quindi, sotto forme diverse senza essere distrutt a. Per-
tanto
l’energia non si crea, non si distrugge ma si
trasforma da una forma in un’altra
. Questo enuncia-
to è detto
principio di conservazione dell’energia
.
Sfruttare l’energia
Ogni forma di energia può quindi essere trasformata in
un altra: in questa trasformazione però
non è possibile
sfruttare tutta l’energia impiegata
: una certa quantità
di essa si
disperde
, in genere sotto forma di
calore
.
La quantità di energia dispersa dipende da quale forma di
energia si ha inizialmente e quale si ottiene alla fine. Per
esempio si possono realizzare trasf ormazioni
efficienti
,
cioè con poca dispersione di calore, tra energia cine tica
(movimento) ed energia elettrica: come vedremo, in una
centrale idroelettrica l’energia elettrica prodotta arriva al
90% circa dell’energia cinetica dell’acqua utilizzata. Si
parla in questo caso di
rendimento
alto. In una centrale a
carbone o in un mo tore a scoppio, in vece, più del 60%
dell’energia chimica del combustibile si perde in calore:
noti per esempio che il motore di un’auto riscalda molto,
tanto che è necessario un sistema di raf freddamento.
Altra energia si perde negli attriti degli ingranaggi o dei
freni, o ancora per vincere la resistenza dell’aria.
Il
rapporto
tra l’energia fornita alla macchina e quella
restituita sotto forme utilizzabili o come lavoro è
sem-
pre inferiore a 1
.
Le fonti di energia
322
1- Energia chimica
Il carbone è un combustibile
del quale viene sfruttata
l’energia chimica.
2- Energia termica
Il carbone viene bruciato
nella caldaia e il calore
(energia termica) trasforma
l’acqua in vapore.
5- Energia dispersa
Il calore esce dal fumaiolo:
questa energia termica
non viene sfruttata.
3- Energia cinetica
Il vapore genera una pressione
che mette in movimento le parti
meccaniche (energia cinetica).
4- Lavoro
L’energia cinetica del vapore muove pistoni,
ingranaggi e ruote: la locomotiva si sposta.
Viene così compiuto un lavoro.
Trasformazione
e utilizzo dell’energia
In una locomotiva
a vapore, l’energia chimica
del carbone viene
trasformata, nella caldaia,
in energia termica, che,
a sua volta, si trasforma
in energia cinetica che
muove gli ingranaggi.
Non tutta l’energia
viene però sfruttata
per lo spostamento
del treno (lavoro): gran
parte di essa si disperde
per esempio sotto forma
di calore, o per vincere
l’attrito sulle rotaie
e la resistenza dell’aria.
1
5
2
3
4