Esercizi: Forme di energia e trasformazioni

Indica quale forma di energia possiede ciascuna di queste cose:

1. a) Un aquilone che vola alto in spiaggia.
2. b) L'acqua raccolta in un bacino, in cima alla diga.
3. c) Una pila nuova, ancora non usata.
4. d) La fiamma di un fornelletto da campeggio.

Vera ha lasciato il suo libro sul ripiano più alto della libreria, come mostra la figura.

1. a) Quale forma di energia possiede il libro perché si trova così in alto?
2. 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.

1. a) Quale forma di energia entra nell'altoparlante attraverso il cavo?
2. b) Quale forma di energia ne esce e ci fa ballare?

Un radiatore elettrico da $2\ \text{kW}$ è acceso per $3\ \text{h}$. Quanta energia consuma? Esprimila in $\text{kWh}$.

Completa la frase con le parole mancanti: «L'energia non si crea né si distrugge, si $\dots$ soltanto da una forma a $\dots$». Poi fai un esempio di vita quotidiana in cui accade questo.

Yasmin fa colazione con un panino e poi gioca una partita di pallamano, in cui corre e suda molto.

1. a) Quale forma di energia era immagazzinata negli alimenti della colazione?
2. b) Indica due forme di energia in cui il suo corpo la trasforma durante la partita.

Collega ogni forma di energia al suo esempio e scrivi le quattro coppie complete:

1. a) Energia nucleare.
2. b) Energia eolica.
3. c) Energia sonora.
4. d) Energia elettrica.

Esempi: il campanello di casa, un mulino a vento, la presa a muro e il Sole.

Il vento fa girare la girandola colorata che Nico ha piantato in giardino, come mostra la figura.

1. a) Quale forma di energia ha l'aria in movimento?
2. b) Quale forma di energia hanno le pale della girandola mentre girano?

In una centrale termoelettrica si brucia gas naturale per produrre elettricità. Lo schema della centrale è il seguente:

La catena di trasformazioni è in disordine:

1. a) Energia elettrica.
2. b) Energia chimica del gas.
3. c) Energia cinetica della turbina.
4. d) Energia termica del vapore acqueo.

Scrivila in ordine con delle frecce, dal gas fino alla rete elettrica.

Nel giardino di Daniela c'è un lampione solare che si accende da solo di notte.

1. a) Quale forma di energia raccoglie dal Sole durante il giorno?
2. b) In quale forma viene conservata questa energia nella batteria del lampione?
3. c) Scrivi la catena di trasformazioni che l'energia segue di notte, dalla batteria fino alla luce.

Una lavatrice da $2\ \text{kW}$ fa un lavaggio che dura $1,5\ \text{h}$.

1. a) Quanta energia consuma, in $\text{kWh}$?
2. b) Se il kilowattora costa $0,20\ \text{€/kWh}$, quanto costa quel lavaggio?

In una vecchia lampadina, ogni $100\ \text{J}$ di energia elettrica solo $10\ \text{J}$ si trasformano in luce. La figura mostra questo flusso di energia.

1. a) Quanti joule si perdono sotto forma di calore?
2. b) Perché toccare una lampadina di questo tipo scotta dopo che è rimasta accesa per un po'?

Luca scende in bici da una lunga discesa, senza pedalare, e frena arrivato in fondo, come mostra la figura.

1. a) Quale trasformazione di energia avviene mentre scende e prende velocità?
2. b) Quando frena fino a fermarsi, in quale forma di energia si trasforma l'energia cinetica?

Il forno a microonde di casa ha consumato $7,2\cdot10^{6}\ \text{J}$ in un mese. Sapendo che $1\ \text{kWh} = 3,6\cdot10^{6}\ \text{J}$:

1. a) Quanti $\text{kWh}$ ha consumato?
2. b) Quanto è costato quel mese di microonde, a $0,20\ \text{€/kWh}$?

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).

1. a) Quale forma di energia ha nel punto più alto, dove si ferma per un istante?
2. b) E quale forma di energia ha quando passa nel punto più basso?
3. c) Se nessuno la spinge, sale sempre meno. Quale «ladro» si porta via parte dell'energia e in quale forma la trasforma?

La torcia da campeggio di Bruno funziona a pile.

1. a) Scrivi la catena di trasformazioni completa, dall'energia immagazzinata nella pila fino alla luce che esce.
2. b) Oltre a fare luce, la lampadina si scalda un po': quale altra forma di energia compare?

Una vecchia lampadina trasforma $100\ \text{J}$ di energia elettrica in $10\ \text{J}$ di luce. Una lampadina LED trasforma gli stessi $100\ \text{J}$ in $40\ \text{J}$ di luce. La figura confronta il flusso di energia delle due lampadine.

1. a) Quanta energia perde ciascuna sotto forma di calore?
2. b) Quale sceglieresti per casa tua? Giustificalo usando i dati.
3. c) In estate in casa fa caldo. Spiega perché avere molte vecchie lampadine accese può far consumare ancora più energia al condizionatore.

In una montagna russa, il vagoncino è fermo in cima a una collina di $30\ \text{m}$ e poi scende fino quasi a terra, come mostra la figura.

1. a) Descrivi la trasformazione di energia che avviene durante la discesa.
2. b) Se non ci fosse alcun attrito, fino a che altezza potrebbe salire sulla collina successiva? Perché?
3. c) Nella realtà sale sempre un po' meno. In cosa si è trasformata l'energia che «manca»?

Un'auto elettrica viene caricata in una casa con pannelli solari, come mostra la figura.

1. a) Scrivi la catena di trasformazioni completa, dalla luce del Sole fino al movimento dell'auto. Deve contenere almeno quattro forme di energia.
2. b) Indica due momenti di questa catena in cui si perde un po' di energia sotto forma di calore.
3. c) Alcune auto elettriche ricaricano un po' la batteria quando frenano. Quale trasformazione di energia sfruttano per farlo?

La casa della famiglia di Hugo ha pannelli solari che producono $8\ \text{kWh}$ al giorno, ma la casa consuma $11\ \text{kWh}$ al giorno.

1. a) Quanti $\text{kWh}$ comprano ogni giorno dalla rete elettrica?
2. b) Quanti $\text{kWh}$ comprano in un mese di $30$ giorni?
3. c) Quanto costano questi kilowattora, a $0,20\ \text{€/kWh}$?

Un amico ti dice: «Non importa lasciare la luce accesa, perché l'energia non si distrugge, si trasforma soltanto».

1. a) È vero che l'energia non si distrugge?
2. 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.
3. c) Aggiungi un altro argomento legato alle fonti di energia o al denaro.

La Stazione Spaziale Internazionale ha enormi pannelli solari e anche grandi batterie.

1. a) Compie un giro intorno alla Terra ogni $90\ \text{min}$ e per parte del percorso si trova all'ombra. A cosa servono le batterie se ha già i pannelli?
2. b) Scrivi la catena di trasformazioni dalla luce del Sole fino al computer di bordo quando la stazione è all'ombra.
3. c) I computer e gli apparecchi si scaldano: quale forma di energia è in eccesso e deve essere espulsa nello spazio?

Una centrale idroelettrica reversibile pompa di notte l'acqua da un lago basso a uno alto, usando elettricità a basso costo in eccesso. Di giorno rilascia l'acqua e produce elettricità. Lo schema dell'impianto è il seguente:

1. a) Scrivi la catena di trasformazioni della notte, quando l'acqua sale, e quella del giorno, quando scende.
2. b) Nel processo si perde un po' di energia sotto forma di calore. Questo contraddice l'idea che l'energia si conserva? Spiegalo.
3. c) Se perde energia, perché alla centrale conviene funzionare così? Pensa al fatto che l'elettricità non vale lo stesso alle $3$ di notte e alle $8$ del pomeriggio.

Una ginnasta salta su un trampolino elastico.

1. a) Quale forma di energia ha quando è nel punto più alto del salto?
2. b) Descrivi le trasformazioni complete da quando cade a quando risale: cosa succede all'energia quando il trampolino si allunga e quando si ristabilisce?
3. c) Per salire sempre più in alto, la ginnasta «spinge» con le gambe a ogni rimbalzo. Da dove prende il suo corpo quell'energia in più?