U D A di Fisica Energia Energia Lenergia

U. D. A. di Fisica Energia

Energia L’energia è la grandezza fisica che misura la capacità di un corpo o di un sistema fisico di compiere lavoro. Si definiscono fonti di energia le risorse energiche l’uomo è in grado di trasformare in energia applicabile tramite le attuali conoscenze scientifiche e tecnologiche. Le principali fonti di energia sono: risorse fossili, energie rinnovabili ed energia nucleare.

Energia Elettrica In fisica, l'energia potenziale elettrica, anche detta energia potenziale elettrostatica, è l'energia potenziale del campo elettrostatico. Si tratta dell'energia posseduta da una distribuzione di carica elettrica, ed è legata alla forza esercitata dal campo generato dalla distribuzione stessa. Insieme all'energia magnetica, l'energia potenziale elettrica costituisce l'energia del campo elettromagnetico. L'energia potenziale elettrostatica può essere definita come il lavoro svolto per creare una distribuzione di carica partendo da una configurazione iniziale in cui ogni componente della distribuzione non interagisce con gli altri. Ad esempio, per un sistema discreto di cariche essa coincide con il lavoro svolto per portare le singole cariche da una posizione in cui esse hanno potenziale elettrico nullo alla loro disposizione finale. L'energia potenziale elettrostatica può anche essere definita a partire dal campo elettrostatico generato dalla distribuzione stessa, ed in tale caso la sua espressione è indipendente dalla sorgente del campo.

Energia solare L’energia solare è l’energia associata alla radiazione solare e rappresenta la fonte primaria di energia sulla Terra. L’ energia solare è quella normalmente utilizzata dagli organismi autotrofi. Per poter usufruire dell’energia solare, si ha bisogno dei pannelli solari. Attualmente i pannelli solari vengono utilizzati per fornire acqua calda e riscaldamento ad abitazioni e piccoli complessi edifici. Sono state realizzate centrali solari che convertono il calore immagazzinato in energia elettrica ma questi prototipi non hanno trovato larga applicazione per la bassa resa di queste centrali rapportate con gli alti costi di gestione e con la discontinuità della fornitura elettrica. Poi, i pannelli fotovoltaici, vengono utilizzati in impianti isolati per alimentare dispositivi distanti dalle reti elettriche. Questi dispositivi devono essere dotati di accumulatore in grado di accumulare la corrente elettrica prodotta in eccesso durante la giornata per alimentare le apparecchiature durante le ore notturne e durante i periodi nuvolosi.

Energia solare termoelettrica L’energia solare termoelettrica è un tipo di energia rinnovabile che sfrutta le radiazioni del sole. La tecnologia del solare termoelettrico presenta tuttavia alcune differenze rispetto a quella fotovoltaica: se la tecnologia fotovoltaica converte la radiazione solare direttamente in energia elettrica, i raggi solari scaldano un fluido da cui si ottiene vapore ad alta pressione. Un’ altra differenza rispetto alla tecnologia fotovoltaica, è che il solare termoelettrico necessita di irraggiamento costante e diretto. Gli aspetti fondamentali per potere generare energia in maniera relativamente efficiente con questa tecnica sono due: prima di tutto imprescindibile per un impianto solare termoelettrico godere di una forte e costante esposizione al sole, ragione per cui troviamo impianti di questo tipo soprattutto in zone sub-desertiche.

Energia idroelettrica L’energia idroelettrica è una fonte di energia alternativa e rinnovabile, che sfrutta la trasformazione dell’energia potenziale gravitazionale, posseduta da una certa massa d’acqua ad una certa quota altimetrica, in energia cinetica al superamento di un certo dislivello; tale energia cinetica viene infine trasformata in energia elettrica in una centrale idroelettrica grazie ad un alternatore accoppiato ad una turbina. L’energia idroelettrica ci riserva oggi qualche sorpresa. Un gruppo di ricercatori ha analizzato i processi di emissione di anidride carbonica e di metano, un gas 25 volte più potente dell’anidride carbonica per gli effetti sul riscaldamento climatico globale, esaminando 85 laghi artificiali costruiti in varie parti del mondo e che rappresentano il 20% dei laghi artificiali mondiali esistenti per la produzione elettrica. I risultati hanno rilevato che le emissioni di gas serra nella produzione di energia idroelettrica non sono più così trascurabili.

Energia nucleare Con energia nucleare si intendono tutti quei fenomeni in cui si ha produzione di energia in seguito a trasformazioni nei nuclei atomici: tali trasformazioni sono dette “reazioni nucleari”. L’energia nucleare è una forma di energia che deriva da profonde notifiche della struttura stessa della materia. Insieme alle fonti rinnovabili ed alle fonti fossili, è una fonte di energia primaria, ovvero è presente in natura e non deriva dalla trasformazione di un’altra forma di energia. Fra le stime sui costi dell’energia nucleare tengono conto degli oneri in termine di salute dell’umanità. La fuoriuscita ordinaria o accidentale di radiazioni dalle centrali nucleari, così come l’inevitabile dispersione di scorie nucleari, sono eventi in grado di inquinare l’acqua e la catena alimentare, esponendo a rischio contaminazione uomini e animali oggi e per le generazioni avvenire. La comprensione della natura delle radiazione è un fattore chiave per avere un idea precisa degli impatti dell’energia nucleare sulla salute.

Energia eolica L’energia eolica è l’energia del vento, ovvero l’energia cinetica di una massa d’aria in movimento. E’ possibile sfruttare questa energia grazie all’utilizzo di aerogeneratori che producono energia elettrica, tramite mulini a vento che producono energia meccanica. L’energia eolica è un’energia alternativa ai combustibili fossili, abbondante rinnovabile e a sostegno dell’economia verde. Gli effetti sull’ambiente sono in genere meno problematici rispetto a quelli provenienti da altre fonti di energia. Essa è una fonte stabile di anno in anno, ma una variazione significativa su scale di tempo più brevi. Gli svantaggi dell’energia eolica potrebbero essere rappresentati dalla rumorosità delle pale in movimento, soprattutto se la centrale eolica è situata nelle immediate vicinanze di centri abitati. Un altro aspetto negativo è costituito dalle possibili interferenze sugli impianti di telecomunicazioni esistenti. Un ostacolo per lo sviluppo dell’energia eolica era costituito fino a poco tempo fa dall’assenza di incentivi e da un sistema burocratico non certo incoraggiante. Per fortuna qualcosa è cambiato anche grazie all’intervento delle istituzioni Europee che hanno fornito delle direttive a tutti gli Stati membri dell’Unione.

Pale eoliche Il meccanismo di funzionamento di una turbina eolica è molto semplice da comprendere, soprattutto perché esso è strettamente collegato alla struttura della pala eolica. La turbina eolica è composta da una pala rotante che rappresenta la “VELA DEL SISTEMA”, le pale agiscono come una barriera che si oppone al vento cosicchè la potenza del vento costringerà le pale a ruotare con la genesi di energia cinetica (energia dettata dal movimento delle pale). Le pale eoliche sono collegate a un rotore, a sua volta collegato al così detto “Albero”, il rotore trasferisce l’energia meccanica(energia di rotazione) all’albero che la manda al generatore elettrico che è posizionato sull’estremità dell’albero. Un generatore è un dispositivo che utilizza le proprietà di induzione elettromagnetica per produrre tensione elettrica ( una differenza di carica elettrica). Il generatore è costituito da magneti e da un conduttore ( un filo a spirale). Quando si dispone di un conduttore circondato da magneti e vi è una parte che sta esercitando un movimento rotatorio rispetto alle altre, si ha la genesi di una certa tensione di un conduttore.

Densità dell’acqua La densità è una grandezza fisica che dipende sia dalla massa sia dal volume che occupa una sostanza. Essa è il rapporto tra la massa e il volume che occupa. massa densità = -----volume Nel SISTEMA INTERNAZIONALE la densità si misura in Kg/m cubo. Nei fluidi i corpi con densità minore galleggiano su quelli a densità maggiore, se sottoposti a un campo gravitazionale. Questa proprietà è alla base del principio di Archimede. I valori sotto 0 °C si riferiscono allo stato di acqua sottoraffreddata. Temperatura (°C) Densità (g/cm cubo) Volume specifico (cm cubo/g) 100 0, 9584 1, 0434 80 0, 9718 1, 0290 60 0, 9832 1, 0171 40 0, 9922 1, 00786 30 0, 9956502 1, 00437 25 0, 9970479 1, 00296 22 0, 9977735 1, 00223 20 0, 9982071 1, 001796 15 0, 9991026 1, 000898 10 0, 9997026 1, 000297 4 0, 9999720 1, 0000280 0 0, 9998395 1, 00016 -10 0, 998117 1, 001886 -20 0, 993547 1, 006495 -30 0, 983854 1, 01641

Errore relativo L’errore relativo nasce dall’esigenza d’interpretare velocemente se un errore è piccolo o grande ( dunque se è più o meno tollerabile) confrontandolo direttamente con la grandezza misurata. Minore è il valore dell’errore relativo, maggiore sarà la precisione della misurazione effettuata. In quest’ottica, per evitare di aver a che fare con poco pratici numeri decimali, l’errore relativo viene comunemente riportato con la notazione percentuale( in questo caso viene chiamato errore percentuale). L’errore relativo di una misura è generalmente definito come la divisione tra l’errore assoluto e il valore medio della serie di misura, cioè Ea Er = -----Vm Errore assoluto L’errore assoluto è un valore sempre positivo e che si esprime nell’unità di misura della grandezza esaminata; non deve essere confuso con il valore assoluto di un errore, che è il modulo di un errore. Esso è in genere definito come la differenza tra bil valore massimo e il valore esatto cioè: Vmass – Vmin Errore ass = --------------2

Misura dei volumi Il volume è la misura dello spazio occupato da un corpo. Viene valutato ricorrendo a molte diverse unità di misure. L’unità adottata dal Sistema Internazione è il metro cubo. Il volume di un oggetto solide è un valore numerico utilizzato per descrivere a tre dimensioni quando spazio occupa il corpo. Ad oggetti ad una dimensione (come una linea) o a due dimensioni (come un quadrato) si assegna per convenzione volume zero in uno spazio tridimensionale. Volumi di alcuni solidi : V. Del cubo: l∙l∙l V. Del cilindro: π ∙ (r∙r) ∙ h V. Della sfera: 4/3π ∙ (r∙r∙r)

Misura del peso L’unità di misura di base della massa nel Sistema Internazionale di unità di misura è il kilogrammo. La forza peso è uguale a massa per accelerazione di gravità : F =m∙g. Multipli Kg Hg dag unità sottomultipli g dg cg mg

Izzia Samuele Bentivegna Simone Interlici Andrea Biundo Giuseppe Cauchi Alessio