Da dove l'uomo ricava l'energia di cui ha bisogno?
Fonti di energia
Elementi naturali dai quali è possibile ricavare energia. Sorgenti di energia presenti in natura e disponibili per l'uomo.
Si dicono primarie in quanto sono disponibili in natura. Le fonti secondarie invece sono ricavabili dalla trasformazione delle fonti primarie. Ad esempio l'idrogeno non è una fonte primaria, perché non disponibile in natura allo stato puro ma deve essere ricavato dall'acqua o dagli idrocarburi spendendo dell'energia. Anche la benzina non è una fonte primaria, in quanto si ricava dalla lavorazione del petrolio greggio.
Elenco delle fonti primarie di energia:
Produzione di energia elettrica il 30 aprile 2017
record di rinnovabili
fonte
Forme di energia
Elenco delle forme di energia:
Adesso compila la seguente scheda, inserendo le lettere nei cerchi, indicando le forme di energia coinvolte nelle varie trasformazioni.
- Combustibili fossili (carbone, petrolio, gas)
- Uranio
- Sole
- Acqua (fiumi, onde, maree)
- Vento
- Biomassa
- Geotermia
- Forza animale
Produzione di energia elettrica il 30 aprile 2017
record di rinnovabili
fonte
Forme di energia
Le forme di energia rappresentano lo stato in cui si presenta l'energia. Ogni fonte di energia può rendere disponibile all'uomo dell'energia in una o più forme. In ogni caso si può passare da una forma di energia all'altra attraverso delle trasformazioni energetiche.
Le forme di energia che usiamo tutti i giorni sono: calore, movimento e l'elettricità.
Elenco delle forme di energia:
- Chimica (C): legata a reazioni chimiche (es. combustione)
- Nucleare (N): legata a reazioni nucleari (fissione o fusione)
- Elettrica (E): legata al movimento di cariche elettriche
- Termica, calore (T): legata alle temperatura di un corpo
- Cinetica, movimento (M): legata al movimento di un corpo
- Potenziale (P): legata alla forza di gravità che agisce su un corpo
- Radiante (R): legata alle onde elettromagnetiche (es. raggi sole)
- Elastica (EL): legata alla deformazione elastica di un corpo (es. molla)
La somma di energia potenziale ed energia cinetica prende il nome di energia meccanica
Adesso compila la seguente scheda, inserendo le lettere nei cerchi, indicando le forme di energia coinvolte nelle varie trasformazioni.
Scarica scheda trasformazioni di energia.
Video riassuntivo su fonti e forme di energia
La combustione
Video riassuntivo su fonti e forme di energia
La combustione
La combustione è una reazione chimica con sviluppo di calore (esotermica) tra un combustibile e un comburente (l'ossigeno dell'aria).
Oltre a sviluppare calore la combustione produce delle sostanze di scarta: i fumi e le ceneri che possono essere anche molto inquinanti.
Pensa a quello che già conosci della combustione. Dove troviamo la combustione? Quali macchine, apparecchi, sistemi tecnologici utilizzano la combustione per funzionare? E quali sono i combustibili che tali tecnologie usano?
Riempi la tabella sottostante con quello che già conosci e poi confrontala con i compagni, individuando più esempi possibili.
Dove
si trova la combustione |
Quale
combustibile o quali combustibili sono impiegati |
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Video sulla combustione in inglese
Utilizzo delle fonti di energia
Usando la seguente scheda analizza nel dettaglio ogni singola fonte di energia. Disegna anche un semplice schema di funzionamento prendendo spunto dal libro.
1) Combustibili fossili
I combustibili fossili sono impiegati per generare energia termica (T) (calore), ad esempio le stufe e le caldaie che riscaldano le nostre case, ma anche per generare energia cinetica (M) (movimento), ad esempio tutti i mezzi di trasporto con motore a carburante, oppure anche per generare energia elettrica (E) (corrente elettrica), quella che tutti i giorni usiamo a casa, nelle centrali termoelettriche.
Le trasformazioni di energia nell'uso dei combustibili fossili per ottenere calore (T), movimento (M) e elettricità (E) possono essere schematizzate come segue:
Schema di funzionamento di una centrale termoelettrica
C: energia chimica , T: energia termica , M: energia cinetica , E: energia elettrica
2) Uranio: le centrali nucleari
L'Uranio è utilizzato principalmente nelle centrali nucleari per generare energia elettrica.
In alcune applicazioni può essere utilizzato per generare energia cinetica (movimento), cioè per la propulsione nucleare, ad esempio di alcune navi o sottomarini.
3) Sole
Il sole può essere sfruttato in tre differenti modi: 1- per generare energia elettrica tramite pannelli fotovoltaici, 2- per generare energia termica (calore) tramite pannelli solari termici, 3- per generare energia elettrica tramite centrali solari termodinamiche.
3.1 Pannelli solari fotovoltaici
3.2 Pannelli solari termici
3.3 Centrale solare termodinamica
4) Acqua: la centrale idroelettrica
L'acqua può essere sfruttata in differenti modi per generare energia elettrica.
Quando si utilizza l'acqua dei fiumi si parla di centrali idroelettriche, queste sono le più importanti centrali che usano acqua.
Quando si utilizza l'acqua del mare si possono sfruttare le onde o le maree, ma queste tecnologie non sono molto impiegate perché non convenienti, producono poca energia e sono molto costose.
5) Vento: l'aerogeneratore (o turbina eolica)
Il vento in genere è sempre impiegato per generare energia elettrica.
6) Biomassa: la centrale a biomassa
La biomassa, ad esempio la legna e tutti gli scarti agricoli, possono essere usati come combustibili per generare energia termica (calore), ad esempio le stufe o le caldaie a legna o a pellet, oppure possono essere impiegate per generare energia elettrica nelle centrali a biomassa.
7) Geotermia: la centrale geotermica
L'energia geotermica, cioè il calore che proviene naturalmente dal sottosuolo, può essere impiegata direttamente per riscaldare degli edifici portando l'acqua calda con lunghe tubazioni alle abitazioni (questo si chiama teleriscaldamento, cioè riscaldamento "da lontano"). Altrimenti se l'energia geotermica è sufficiente, come a Larderello in Toscana, può essere impiegata per generare energia elettrica.