Energia Solare, Geotermica, Idraulica

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Energia Solare, Geotermica, Idraulica

ENERGIA

 

Per far muovere un’automobile oppure per far girare un ventilatore occorre impiegare una certa energia.

Nel primo caso essa è fornita dalla benzina e nel secondo caso, invece, è l’elettricità a far funzionare il motorino del ventilatore.

Per spostare un mobile pesante occorre impiegare un bel po’ di lavoro muscolare, e in questo caso è l’energia fornita dal nostro corpo che viene consumata. Tutti questi esempi hanno in comune il fatto che, per compiere un certo lavoro (movimento dell’auto, rotazione del ventilatore, spostamento del mobile), occorre spendere una certa quantità di energia.

L’energia stessa, poi, può avere diverse origini: energia di combustione chimica, energia elettrica.

 

Misura dell’energia

Dal punto di vista della fisica, l’energia consumata in un certo procedimento è misurata dal lavoro fatto; il lavoro, a sua volta, è definito semplicemente come il prodotto tra la forza applicata e lo spostamento. Cosi, se per spostare di 1.000 m un’automobile occorre una forza di 100 kg, il lavoro è dato dal prodotto di forza x spostamento = 100 kg x 1.000 m=100.000 chilogrammetri.

Si dice dunque che l’energia spesa dal motore è di 100.000 chilogrammetri.

Questa definizione fisica, che serve a calcolare l’energia impiegata per mezzo del lavoro compiuto da una forza, può forse sembrare che non si adatti a tutte le forme di energia. Per esempio, quando accendiamo una lampadina, noi sappiamo benissimo che si consuma una certa quantità di energia elettrica; ma, siccome non vediamo nulla in movimento, come possiamo applicare la formula: lavoro=forza x spostamento?

Tuttavia, pur non apparendo ai nostri occhi, anche in questo caso c’è una forza (che è la forza del campo elettrico) applicata a spostare e a mettere in moto gli elettroni che costituiscono la corrente elettrica.

Con una formula adatta si può perciò calcolare il lavoro occorrente per tenere accesa la lampadina.

 

Conservazione dell’energia

Uno dei principi fondamentali della fisica è che, durante le varie trasformazioni, l’energia non può mai né aumentare né diminuire. Cioè l’energia (per quanto riguarda la quantità) si conserva inalterata in qualsiasi processo, cambiando eventualmente solo di «aspetto»: da calore può trasformarsi in movimento, da movimento in elettricità e così via.

Questo principio di conservazione dell’energia smentisce tutti gli inventori che dicono di aver realizzato il «moto perpetuo», con macchine comunque complicate: non è infatti assolutamente possibile costruire un motore che produca energia senza consumarne altrettanta.

 

Equivalenza della massa con l’energia

Il principio di conservazione dell’energia, stabilito dalla fisica, è esteso, grazie alla teoria della relatività, alla massa. Secondo questa teoria, che è ormai accertata con misure sperimentali, una certa quantità di massa può scomparire per lasciar comparire una quantità corrispondente di energia. Può accadere anche il contrario, che cioè una quantità di energia si trasformi in una corrispondente massa. Questi processi hanno luogo correntemente nel mondo dei nuclei atomici e su di essi si basa la produzione di energia atomica nei reattori nucleari e nelle bombe atomiche.

 

LE FONTI DI ENERGIA 

Le fonti di energia a disposizione dell’uomo sono di diversi la forza dei corsi d’acqua o del vento, il calore della terra, il moto delle maree, le radiazioni solari, i combustibili tradizionali o atomici. Alcune volte l’utilizzazione dell’energia è possibile sul luogo di produzione; altre volte, per poterla trasformare, è conveniente trasformarla in elettricità.

Per produrre un lavoro abbiamo a disposizione diverse macchine che usano varie fonti di energia. Il motore a scoppio dell’automobile trasforma l’energia chimica della benzina in energia termica e poi in energia meccanica.

Il nostro corpo trasforma l’energia chimica dei cibi che mangiamo in energia muscolare (e quindi meccanica). Le lampadine trasformano l’energia elettrica in energia luminosa e in energia termica. L’energia che viene sfruttata dall’uomo si presenta dunque sotto diverse forme.

 

Energia idraulica

È una delle più antiche forme di energia utilizzate dall’uomo. Inizialmente serviva per azionare molini, presse, mantici delle fucine e altre macchine il cui movimento era provocato da ruote di legno mosse dalla corrente dei fiumi o dalle cascate. Verso la fine del secolo scorso l’energia venne impiegata per muovere le turbine delle centrali idroelettriche e produrre elettricità.

 

Energia eolica

Anche la forza del vento è da tempo usata per ottenere energia con la quale vengono azionati molini (molini a vento). pompe per l’acqua e piccoli generatori di energia elettrica.

 

Energia delle maree

Dalle masse d’acqua sollevate dalle maree si ricava energia elettrica facendo passare l’acqua, quando defluisce, attraverso le turbine.

La più importante centrale elettromareomotrice è in funzione in Francia sull’estuario della Rance.

 

Energia geotermica

È, l’energia termica accumulata nel sottosuolo. Mentre le eruzioni vulcaniche non sono utilizzabili per la difficolta di controllarle, si possono sfruttare i soffioni (getti di vapor d’acqua che escono da fessure del terreno).

In Italia sono utilizzati per produrre energia elettrica i soffioni boraciferi Larderello (Toscana), mentre in Islanda si impiegano le numerose sorgenti termali per il riscaldamento delle abitazioni e delle serre.

 

Energia elettrica

È la più importante forma energia per la facilità di impiego, di trasporto e di distribuzione. Infatti, le diverse forme energia esistenti in natura vengono abitua mente trasformate in energia elettrica centrali elettriche. L’elettricità è poi trasportata anche a notevole distanza attraverso linee ad alta tensione e distribuita in tutte le abitazioni e le fabbriche.

 

Energia chimica

È anch’essa tra   fonti di energia. Infatti, la maggior parte dell’energia termica utilizzata per la produzione di altre forme di energia (per esempio energia elettrica nelle centrali elettriche, energia meccanica nelle automobili) è dovuta alla trasformazione dell’energia chimica dei combustibili in calore durante la combustione.

 

Energia Solare

La maggior parte dell’energia che noi utilizziamo proviene, direttamente o indirettamente, dal Sole. Grazie al Sole, indispensabile per la crescita delle piante, l’uomo può avere cibo (di origine vegetale e animale) che trasforma in energia muscolare. Inoltre, i vegetali e gli animali fossilizzati producono i combustibili fossili (carbone e petrolio). Anche i movimenti dell’atmosfera, che provocano il vento (sorgente di energia eolica), sono dovuti al Sole, e così pure l’evaporazione dell’acqua, che consente la formazione di laghi e di corsi d’acqua, fonti di energia idraulica.

 

L’energia solare viene utilizzata, con appositi impianti, per il riscaldamento dell’acqua per uso domestico e industriale per la dissalazione dell’acqua di mare, per i forni solari, costituiti da un sistema di specchi che concentrano il calore del Sole sopra un crogiolo dove si raggiungono temperature molto elevate (oltre i 3000°C). L’energia solare viene anche impiegata per produrre elettricità per mezzo delle batterie solari.

 

Le fonti tradizionali di energia rimangono invece (carbone, petrolio e gas naturali, energia idraulica) e presentano tuttavia svariati problemi connessi con l’inquinamento, l’alto costo delle materie prime, l’impoverimento delle riserve. Acquistano perciò sempre maggiore importanza l’utilizzo di altre fonti alternative, come, per esempio, l’energia geotermica, dovuta al calore accumulato nel sottosuolo.

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