Concetti Chiave
- L'energia è la capacità di compiere un lavoro, essenziale per tutti gli esseri viventi, tranne alcuni batteri che traggono energia da sorgenti termali oceaniche.
- L'energia solare arriva sulla Terra in modo unidirezionale e viene continuamente riciclata attraverso vari processi.
- La termodinamica gestisce le questioni energetiche, con il primo principio che afferma la trasformazione dell'energia e il secondo principio che implica un aumento di entropia.
- La trasformazione di massa in energia, esemplificata dalla fusione dell'idrogeno nelle stelle, segue la formula E=mc^2.
- L'energia cinetica è legata al movimento, l'energia termica al calore, e l'energia potenziale può essere gravitazionale o chimica, a seconda della posizione o composizione.
L’energia
L’energia è la capacità di compiere un lavoro, dove lavoro sta per la capacità di compiere un movimento contro una forza che vi si oppone.
Tutti gli esseri viventi del pianeta terra necessitano e possiedono alla loro base dell’energia, ad eccezione di alcune comunità di batteri, i quali vivono sui fondali oceanici in prossimità di sorgenti termali(acqua che esce a più di 100 gradi), dalle quali tali esseri viventi traggono energia.
L’energia arriva sulla terra partendo dal sole, tramite un flusso unidirezionale. Una volta giunta sulla terra, l’energia subisce un continuo e dinamico riciclo.
E’ la termodinamica quella branca della fisica che si occupa di gestire le diverse questioni energetiche. La termodinamica si basa su due principi:
Primo principio della dinamica: l’energia non si crea, non si distrugge, ma si trasforma.
secondo principio della dinamica, o principio dell’entropia: tutte le situazioni che coinvolgono scambi energetici procedono con aumento di entropia(dove l’entropia riguarda il disordine dell'universo).
Primo principio: nelle stelle, si combinano quattro atomi di idrogeno per comporre un atomo di elio. Sommando la massa di questi quattro protoni, otteniamo un numero leggermente più grande della massa dell’elio. Una certa massa è quindi scomparsa. Sulle stelle questo può avvenire, sul pianeta no.
Questa massa mancante si è trasformata in energia, e da qui la formula: energia= delta (masse)*c^2(dove c è la velocità della luce, c = 300.000 km/s).
Es: un masso si trova in cima ad un collina. Ad un certo punto il masso viene spinto, discende lungo la collina e giunge nella pianura a fondo valle. Inizialmente, il masso si trova in uno stato di quiete(energia cinetica=0). Poi il masso si muove, l’energia cinetica diventa man mano sempre più alta e poi ritorna a zero, una volta che il masso si è fermato. L’energia che nel mentre si è trasformata è l’energia potenziale gravitazionale(U=m*g*h).
Ovviamente, man mano che il masso scende l’energia potenziale diminuisce, ed al contempo aumenta quella cinetica.
L’energia cinetica è quindi quella legata sempre e solo al movimento, l’energia termica rappresenta invece il calore, ed infine troviamo l’energia potenziale: quest’ultima può essere gravitazionale(legata alla posizione del corpo rispetto al livello del mare), oppure chimica(l’energia contenuta nelle molecole in base alla loro composizione).
Domande da interrogazione
- Qual è la definizione di energia secondo il testo?
- Come si trasforma l'energia secondo il primo principio della termodinamica?
- Quali sono i tipi di energia menzionati nel testo e come si differenziano?
L'energia è definita come la capacità di compiere un lavoro, ovvero la capacità di compiere un movimento contro una forza che vi si oppone.
Secondo il primo principio della termodinamica, l'energia non si crea né si distrugge, ma si trasforma. Un esempio è la trasformazione della massa in energia nelle stelle.
Il testo menziona l'energia cinetica, legata al movimento; l'energia termica, che rappresenta il calore; e l'energia potenziale, che può essere gravitazionale o chimica, legata alla posizione o alla composizione delle molecole.
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