Forme di energia e trasformazioni
Quando carichi lo smartphone, quando saltelli su un trampolino o quando il forno a microonde scalda il latte, sotto sotto succede sempre la stessa cosa: l'energia cambia forma. L'energia non si vede direttamente, ma si riconosce da ciò che sa fare: muovere qualcosa, scaldarlo, illuminarlo, farlo suonare. Alla fine della pagina saprai dire che fine fa l'energia di una pila quando accendi una torcia e perché, anche se non si distrugge mai, conviene comunque spegnere la luce.
Le forme di energia
Un'auto in corsa frena, un fornelletto da campeggio scalda l'acqua, una lampadina illumina una stanza buia. Che cosa hanno in comune il movimento, il calore e la luce? Tutti richiedono qualcosa che si trasferisce o si trasforma: l'energia.
Indica quale forma di energia possiede ciascuna di queste cose: a) Un aquilone che vola alto in spiaggia. b) L'acqua raccolta in un bacino, in cima alla diga. c) Una…
Indica quale forma di energia possiede ciascuna di queste cose:
- a) Un aquilone che vola alto in spiaggia.
- b) L'acqua raccolta in un bacino, in cima alla diga.
- c) Una pila nuova, ancora non usata.
- d) La fiamma di un fornelletto da campeggio.
Collega ogni forma di energia al suo esempio e scrivi le quattro coppie complete: a) Energia nucleare. b) Energia eolica. c) Energia sonora. d) Energia elettrica.…
Collega ogni forma di energia al suo esempio e scrivi le quattro coppie complete:
- a) Energia nucleare.
- b) Energia eolica.
- c) Energia sonora.
- d) Energia elettrica.
Esempi: il campanello di casa, un mulino a vento, la presa a muro e il Sole.
Yasmin fa colazione con un panino e poi gioca una partita di pallamano, in cui corre e suda molto. a) Quale forma di energia era immagazzinata negli alimenti della…
Yasmin fa colazione con un panino e poi gioca una partita di pallamano, in cui corre e suda molto.
- a) Quale forma di energia era immagazzinata negli alimenti della colazione?
- b) Indica due forme di energia in cui il suo corpo la trasforma durante la partita.
Una forma si trasforma in un'altra
L'energia dipende da alcune grandezze: a parità di altre condizioni, un corpo ha più energia cinetica se ha più massa o più velocità, e più energia potenziale gravitazionale se ha più massa o si trova più in alto. Altri esempi di catene energetiche: in un mulino ad acqua l'energia potenziale dell'acqua diventa cinetica e fa girare la ruota; in una dinamo la rotazione produce energia elettrica; in un frullatore l'energia elettrica diventa cinetica e, per l'attrito, anche termica (l'acqua si scalda un po').
Vera ha lasciato il suo libro sul ripiano più alto della libreria, come mostra la figura. a) Quale forma di energia possiede il libro perché si trova così in alto? b) Se…
Vera ha lasciato il suo libro sul ripiano più alto della libreria, come mostra la figura.
- a) Quale forma di energia possiede il libro perché si trova così in alto?
- b) Se il libro cade, in quale forma di energia si trasforma questa energia mentre scende?
Alla festa del quartiere hanno collegato degli altoparlanti grandi, come quello della figura. a) Quale forma di energia entra nell'altoparlante attraverso il cavo? b)…
Alla festa del quartiere hanno collegato degli altoparlanti grandi, come quello della figura.
- a) Quale forma di energia entra nell'altoparlante attraverso il cavo?
- b) Quale forma di energia ne esce e ci fa ballare?
Nel giardino di Daniela c'è un lampione solare che si accende da solo di notte. a) Quale forma di energia raccoglie dal Sole durante il giorno? b) In quale forma viene…
Nel giardino di Daniela c'è un lampione solare che si accende da solo di notte.
- a) Quale forma di energia raccoglie dal Sole durante il giorno?
- b) In quale forma viene conservata questa energia nella batteria del lampione?
- c) Scrivi la catena di trasformazioni che l'energia segue di notte, dalla batteria fino alla luce.
L'energia si conserva e si dissipa
Se strofini forte le mani senti subito caldo; se lasci cadere una palla di gomma, rimbalza più volte perdendo altezza finché si ferma. Dove è finita l'energia che aveva all'inizio, se niente può distruggersi?
Luca scende in bici da una lunga discesa, senza pedalare, e frena arrivato in fondo, come mostra la figura. a) Quale trasformazione di energia avviene mentre scende e…
Luca scende in bici da una lunga discesa, senza pedalare, e frena arrivato in fondo, come mostra la figura.
- a) Quale trasformazione di energia avviene mentre scende e prende velocità?
- b) Quando frena fino a fermarsi, in quale forma di energia si trasforma l'energia cinetica?
Anna si dondola su un'altalena sempre più in alto. La figura mostra l'altalena nel punto più alto (A) e nel punto più basso (B). a) Quale forma di energia ha nel punto…
Anna si dondola su un'altalena sempre più in alto. La figura mostra l'altalena nel punto più alto (A) e nel punto più basso (B).
- a) Quale forma di energia ha nel punto più alto, dove si ferma per un istante?
- b) E quale forma di energia ha quando passa nel punto più basso?
- c) Se nessuno la spinge, sale sempre meno. Quale «ladro» si porta via parte dell'energia e in quale forma la trasforma?
Un amico ti dice: «Non importa lasciare la luce accesa, perché l'energia non si distrugge, si trasforma soltanto». a) È vero che l'energia non si distrugge? b) Spiega…
Un amico ti dice: «Non importa lasciare la luce accesa, perché l'energia non si distrugge, si trasforma soltanto».
- a) È vero che l'energia non si distrugge?
- b) Spiega perché, nonostante ciò, quel ragionamento è sbagliato: pensa a quale forma di energia diventa alla fine quella della lampadina e se può essere di nuovo sfruttata.
- c) Aggiungi un altro argomento legato alle fonti di energia o al denaro.
Misurare e pagare l'energia: il chilowattora
Anche l'energia solare può essere accumulata: i pannelli fotovoltaici trasformano l'energia luminosa del Sole in energia elettrica; questa può caricare una batteria, dove si conserva come energia chimica, e tornare elettrica quando serve (per esempio di notte o quando l'apparecchio è all'ombra). In ogni passaggio una parte si dissipa come calore.
Il chilowattora si può convertire in joule: $1\ \text{kWh} = 1000\ \text{W} \cdot 3600\ \text{s} = 3{,}6 \cdot 10^{6}\ \text{J}$. Per passare da joule a kWh, dividi per $3{,}6 \cdot 10^{6}$.
Un radiatore elettrico da $2\ \text{kW}$ è acceso per $3\ \text{h}$. Quanta energia consuma? Esprimila in $\text{kWh}$.
Un radiatore elettrico da $2\ \text{kW}$ è acceso per $3\ \text{h}$. Quanta energia consuma? Esprimila in $\text{kWh}$.
Una lavatrice da $2\ \text{kW}$ fa un lavaggio che dura $1,5\ \text{h}$. a) Quanta energia consuma, in $\text{kWh}$? b) Se il kilowattora costa $0,20\ \text{€/kWh}$,…
Una lavatrice da $2\ \text{kW}$ fa un lavaggio che dura $1,5\ \text{h}$.
- a) Quanta energia consuma, in $\text{kWh}$?
- b) Se il kilowattora costa $0,20\ \text{€/kWh}$, quanto costa quel lavaggio?
Il forno a microonde di casa ha consumato $7,2\cdot10^{6}\ \text{J}$ in un mese. Sapendo che $1\ \text{kWh} = 3,6\cdot10^{6}\ \text{J}$: a) Quanti $\text{kWh}$ ha…
Il forno a microonde di casa ha consumato $7,2\cdot10^{6}\ \text{J}$ in un mese. Sapendo che $1\ \text{kWh} = 3,6\cdot10^{6}\ \text{J}$:
- a) Quanti $\text{kWh}$ ha consumato?
- b) Quanto è costato quel mese di microonde, a $0,20\ \text{€/kWh}$?
Torna all'inizio: nello smartphone l'energia chimica della batteria diventa luce e suono (e un po' di calore); sul trampolino energia cinetica ed elastica si scambiano con quella potenziale; nel forno a microonde l'energia elettrica diventa termica e scalda il latte. In ogni caso l'energia totale si conserva, ma una parte si dissipa come calore.