Energia termica

All’interno di questo contenuto è descritta l’energia termica. Di seguito sono riportate tutta una serie di informazioni che riguardano la descrizione generica dell'energia, andando a distinguere diverse tipologie di energia, la descrizione dell’energia termica, le tecniche che vengono utilizzate per produrre l’energia termica, le fonti naturali da cui si può estrarre l'energia termica e i vari esempi che testimoniano che in ogni azione può essere prodotta energia termica.

Definizione generica di energia

L'energia rappresenta la capacità di compiere un lavoro.
La civiltà moderna ha imparato a capire come cambiare l'energia da una forma all'altra e per poi utilizzarla per compiere un lavoro.
Esistono diverse forme di energia, tra cui ricordiamo: il calore, la luce, il movimento, energia chimica e gravitazionale.
Queste forme di energia possono essere articolate in due tipologie generali di energia per svolgere il lavoro: energia potenziale o immagazzinata ed energia cinetica o di lavoro.
L'energia può essere convertita da una forma all'altra.

Come ad esempio, il cibo che una persona mangia contiene energia chimica e il corpo di una persona immagazzina questa energia fino a quando non la usa come energia cinetica durante il lavoro.
Le fonti energetiche possono essere classificate come rinnovabili (che possono essere facilmente reintegrate) o non rinnovabili (non possono essere facilmente reintegrate).
Le fonti energetiche rinnovabili e non rinnovabili possono essere utilizzate come fonti energetiche primarie per produrre energia utile come il calore, oppure possono essere utilizzate per produrre fonti energetiche secondarie come l'elettricità e l'idrogeno.

Cos'è l'energia termica

L’energia termica, intesa anche come energia interna, rappresenta quella presente in un sistema in uno stato di equilibrio termodinamico in virtù della sua temperatura.
Essa fa riferimento ad una grandezza di tipo estensivo, descritta in modo proporzionale alla temperatura e all’allungamento di un corpo.
L’energia termica si fonda sul secondo principio della termodinamica, in cui viene presa in considerazione un'energia di tipo degradata, proprio perché l’energia termica non può essere trasformata interamente in energia meccanica.
L'energia termica non può essere trasformata in lavoro utile con la stessa semplicità con cui l'energia di sistemi che non sono in stati di equilibrio termodinamico.
Dall’altra parte, qualsiasi forma di energia, con il passare del tempo, può essere trasformata in energia termica.
Un fluido che scorre o un solido in moto, per esempio, possiede energia che può essere convertita per funzionare in qualche dispositivo meccanico, come un mulino a vento o una ruota idraulica, ma lo stesso fluido o solido in uno stato di equilibrio termodinamico avente la stessa energia non può funzionare a meno che non sia combinato con un'altra sostanza a una temperatura diversa, come in un motore termico.

Tecniche di produzione dell'energia termica

E’ possibile produrre tale tipologia di energia termica attraverso l’utilizzo di reazioni chimiche come quella di combustione;
attraverso le reazioni nucleari ma anche attraverso la circolazione di corrente elettrica per mezzo di una fibra che possiede una resistenza.

Fonti naturali di energia termica: Sole e sottosuolo

E’ possibile estrarre energia termica dalla luce e questo prende il nome di solare termico.
Con il solare termico, la luce solare viene utilizzata per riscaldare un liquido.
Tutto ciò viene fatto facendo scorrere i tubi centrati sopra lunghe file di specchi parabolici che focalizzano la luce solare sui tubi, o puntando un intero campo di specchi verso un grande serbatoio.
In questo approccio l'idea è di utilizzare la maggior quantità possibile di energia solare, convertendola in calore.
Il liquido all'interno dei contenitori si riscalda e viene quindi utilizzato per azionare direttamente o indirettamente una turbina per produrre elettricità.
Un impianto solare termico manterrà il liquido abbastanza caldo da produrre elettricità per diverse ore dopo il tramonto. Questo è un caso in cui l'energia termica è tutta prodotta dal sole.
Inoltre, è possibile estrarre energia termica dal sottosuolo: sotto la superficie della Terra si trovano pozze di roccia fusa. Quella roccia surriscaldata trasporta una grande quantità di energia e l'energia geotermica tenta di estrarre quell'energia e convertirla in forme più utili.
Nello specifico, la forma più comune di energia geotermica indirizza un liquido giù nella Terra, lo lascia interagire con la roccia calda e riporta il liquido riscaldato in superficie.
Quel calore viene utilizzato per azionare una turbina, producendo chilowatt di elettricità.

Esempi quotidiani di energia termica

Esistono tre modi importantissimi per trasportare l'energia termica: convezione, conduzione, e radiazione. La convezione trasferisce l'energia termica attraverso gas o liquidi. La conduzione trasferisce l'energia termica da un solido all'altro. La radiazione trasferisce il calore sotto forma di onde o particelle attraverso luoghi dove non ci sono molecole.
Di seguito sono elencati esempi comuni di energia termica:
Il più grande esempio di energia termica è il sole. Esso irradia calore per riscaldare il pianeta terra.
I carburanti per automobili come la benzina sono fonti di energia termica, così come il motore caldo di un'auto da corsa o di uno scuolabus.
Un tostapane si accende e trasforma un pezzo di pane in un pezzo di pane tostato. Ciò è dovuto all'energia termica radiante del pane tostato, che attira l'umidità dal pane e lo rende croccante.
Una tazza calda di cacao fumante contiene energia termica.
Quando il ghiaccio viene posto in un bicchiere d'acqua, l'energia termica dell'acqua alla fine scioglie il ghiaccio, il che significa che l'acqua stessa è una fonte di energia termica.
I forni convenzionali sono fonti di energia termica per convezione, che fa riscaldare e cuocere il cibo in esso inserito.
L'energia geotermica è un tipo di energia termica generata e immagazzinata sotto la superficie della Terra. Questo tipo di energia viene utilizzata per riscaldare case ed edifici.
Un'enorme quantità di energia termica viene immagazzinata in un fulmine, che può colpire e innescare un incendio o causare un'interruzione elettrica.
Quando il computer è acceso, i componenti al suo interno generano energia termica, che deve essere raffreddata con una piccola ventola installata all'interno della macchina.
Una vasca da bagno piena di acqua calda contiene abbastanza energia termica per riscaldare un corpo freddo a un livello confortevole in una giornata gelida.