Le molte facce dell'energia elettrica

Da dove nasce la seconda rivoluzione industriale?

Nel 1873 si presentò un’improvvisa crisi di sovrapproduzione. Di conseguenza si ebbe un calo dei prezzi che in

realtà favorì il progresso e le innovazioni tecnologiche.

Con ciò possiamo considerare la seconda rivoluzione industriale come quel processo di trasformazione economica

caratterizzato

che da un sistema agricolo‐artigianale‐commerciale porta ad un sistema industriale moderno

dall'uso generalizzato di macchine azionate da energia meccanica, dall'utilizzo di nuove fonti energetiche e dalla

diffusione della fabbrica come principale luogo di produzione nel quale si concentrano i mezzi di produzione. Ne

consegue un notevole incremento, quantitativo e qualitativo, delle capacità produttive di un Paese.

INNOVAZIONI AGRICOLE INNOVAZIONI INDUSTRIALI

Utilizzo di concimi chimici Sviluppo settore chimico

(fosfati e nitrati) (acido solforico, soda, coloranti e

fibre artificiali)

Utilizzo di macchine agricole

(mietitrici e trebbiatrici) Sviluppo produzione acciaio

Opera di bonifica e Sviluppo ingegneria civile

successivo aumento di colture Invenzione dinamite

Perfezionamento sistemi di Industria della gomma

rotazione

j y K INNOVAZIONI MEDICHE

Teorie igieniste Anestesia chirurgica

(studio dell’origine di malattie e di cure per evitare la Aspirina

formazione di quest’ultime) Diclorodifeniltricloroetano (DDT)

Scoperta di microrganismi che causano peste,

colera e tubercolosi (Pasteur e Koch) Nuovi ospedali

Scoperte in campo cellulare di alterazioni che

originano malattie Tutto ciò ha portato ad un allungamento della vita media

j y K

INVENZIONI Elettricità

Motore a scoppio (pile, dinamo, alternatori e motori elettrici, lampadina e miglioramento

Produzione in serie di automobili illuminazione pubblica)

Distillazione del petrolio (benzina) Telefono

Grammofono

Cinema j y K

L'alternatore è una macchina elettrica rotante basata sul

fenomeno dell'induzione elettromagnetica, che trasforma

energia meccanica in energia elettrica sotto forma di

corrente alternata assumendo la funzione di trasduttore.

Energia cinetica (di Energia elettrica

rotazione) (alternata)

 f

B

Ruotando la spira cambia orientazione rispetto al campo , per cui 

 d

 

em

B

cambia φ( ) e quindi si genera: ind dt

Sia S la superficie della spira e sia ω la velocità angolare di rotazione dell’albero (e quindi della spira). Si ha:

(α =α per t=0)

α=ωt+α

   0 0

   

    

( B ) B u S BS cos BS cos( t )

n 0 j y K



d d

Quindi:     

      

( BS cos( t )) BS sen ( t )

f em 0 0

dt dt

ind  

 

f f sen ( t )

Posto f = BSω si ha: em 0 0

0

Si può notare che f non è costante ma

em

varia sinusoidalmente (tensione

(t)

alternata) col tempo cioè f

em ALTERNATORE TRIFASE

ALTERNATORE MONOFASE j y K  

f x h f x

( ) ( )

In analisi matematica la derivata di una 0 0

lim

è definita

funzione f(x) nel punto x

0

come il limite del rapporto incrementale h



h 0

al tendere a 0 dell'incremento h, sotto

l'ipotesi che tale limite esista e sia finito.

Una funzione è derivabile in x se e solo se esistono le derivate sinistra e destra e coincidono.

0

Infatti le derivate destra e sinistra permettono di definire la derivabilità su un intervallo non aperto: se

f è definita ad esempio nell'intervallo chiuso [a, b], si dice che f è derivabile in [a, b] se è derivabile in

ogni punto interno x in (a, b) e se esistono le derivate destra e sinistra rispettivamente negli estremi

x=a e x=b  

 

f x h f x

( ) ( ) ( ) ( )

f x h f x

lim

 lim



I I

0 0

f x

( ) 0 0

( )

f x

0 0

h h

 

 

0

x 0

x j y K

Il valore della derivata di f(x) calcolata in x ha anche

0

un significato geometrico: è il coefficiente angolare

della retta tangente alla curva rappresentata dal

grafico di f(x), nel punto di coordinate (x ; f(x )).

0 0

Una funzione continua può non essere

derivabile in un punto isolato del

dominio, in presenza di fenomeni di

questo tipo:

punto angoloso

cuspide

flesso a tangente verticale

j y K

Si può definire l’inquinamento

atmosferico come la presenza INQUINAMENTO

nell'atmosfera di sostanze che causano

un effetto misurabile sull’essere umano,

sugli animali, sulla vegetazione o sui

diversi materiali; queste sostanze di

solito non sono presenti nella normale ANTROPICO NATURALE

composizione dell’aria, oppure lo sono

ad un livello di concentrazione inferiore. PRIMARI: liberati nell’ambienti

come tali (es. biossido di zolfo e

monossido di azoto)

INQUINANTI SECONDARI: si ottengono

successivamente in

atmosfera attraverso

reazioni chimico – fisiche

(es. ozono)

j y K

ANIDRIDE SOLFOROSA (SO ) con

2

derivazione dalla combustione di

carbone e idrocarburi e può )

trasformarsi in anidride solforica (SO

3

per poi formare acido solforico che da

vita a piogge acide. Quest’ultime sono

in grado di provocare gravi danni ad

opere in marmo     

CaCO H SO CaSO H O CO

3 2 4 4 2 2

CLOROFLUOROCARBURI

MONOSSIDO DI CARBONIO

OSSIDI DI AZOTO (NO ) in

x (CFC) i quali venivano utilizzati

(CO) pericoloso per l’uomo in

particolare il protossido di come propellenti per

quanto forma un legame

azoto che, oltre ad essere un bombolette spray, ora sono

irreversibile con l’emoglobina

gas esilarante è in grado di banditi in quanto causa di

presente nel nostro organismo

) seguendo

demolire l’ozono (O

3 distruzione dell’ozonosfera

la seguente reazione: BROMURO DI METILE (CH Br) un pesticida utilizzato in agricoltura, bandito

  

NO O NO 2

O 3

3 3 2 2 anch’esso in quanto era responsabile della diminuzione della concentrazione di

  

NO O NO O ozono nell’alta atmosfera.

2 2 j y K

Il fulmine (chiamato anche saetta o folgore) è una

scarica elettrica di grandi dimensioni che avviene

nell'atmosfera e che si instaura fra due corpi con una

grande differenza di potenziale elettrico ed è generata

dalle particelle negative delle nuvole e le particelle

positive del suolo. L'origine del fenomeno non è

del tutto chiara. Le cause possono essere il

ancora

vento, l’umidità, l’attrito, la pressione atmosferica,

l'impatto di particelle provenienti dal vento solare e

l'accumulo di particelle solari.

L'espansione del canale ionizzato genera anche

un'onda d'urto rumorosissima, il tuono.

L'attività luminosa connessa alla scarica di un fulmine è

invece denominata lampo.

il tuono, poiché il suono viaggia a

Il lampo precede

velocità molto inferiore a quella della luce (300 m/s

circa contro 300.000 km/s).

j y K

L’impulso nervoso è determinato da una

differenza di potenziale data dalla Si ha un’apertura simultanea degli altri canali a

permeabilità della membrana cellulare ai controllo di potenziale in modo tale da propagare

grossi anioni proteici e alla differente l’onda di depolarizzazione in tutto il neurone. Il

+ +

e K

permeabilità della stessa agli ioni Na potenziale passa da ‐70 mV a +30mV e si propaga in

tutto l’assone fino ad arrivare alle sinapsi dove verrà

trasmesso ad altri neuroni.

Si ha un quantitativo diverso di cariche

esterne e interne che crea una differenza

di potenziale, denominata potenziale di

riposo. Nei mammiferi corrisponde a ‐

70mV (milliVolt)

La cellula viene raggiunta da un

potenziale d'azione che superando la

soglia di eccitabilità si ha un’improvvisa

permeabilizzazione della membrana agli

+ che entrano all’interno della

ioni Na

cellula per il gradiente di concentrazione

e di voltaggio j y K

Arrivato alla fine dell’assone (a livello delle

sinapsi chimiche), l’impulso elettrico viene

trasmesso dai neurotrasmettitori

I neurotrasmettitori si diffondono nello

spazio sinaptico e si legano a specifici

recettori posti sulla membrana del neurone

successivo

Tale legame produce alterazioni sulla

membrana della cellula nervosa che

inducono l’insorgenza di un potenziale

elettrico e permettono la propagazione

dell’impulso j y K

Quando un fulmine colpisce una persona, si parla

di folgorazione

Un fulmine può danneggiare il cervello e arrestare

il battito cardiaco

Parte della corrente scorre sull'esterno del corpo

ustionando in particolar modo la pelle; proprio

per questo motivo è comunemente definita

effetto pelle la proprietà della corrente

Anche se una persona non viene colpita

direttamente, un fulmine può comunque

provocare danni gravi. L'onda d'urto infatti può

investire le persone vicine, spostandole e

stordendole

j y K I neuromediatori sono responsabili della trasmissione dell’impulso nervoso a

livello delle sinapsi. Queste molecole in generale sono ammine biogene come

l’acetilcolina, la dopammina e la serotonina.

:

 DOPAMMINA è un’ammina

 :

ACETILCOLINA è stato il primo biogena prodotta per

neurotrasmettitore ad essere decarbossilazione della DOPA che

individuato ed è un estere di IDROSSILAZIONE

sua volta è prodotta per

acido acetico e colina. La idrossilazione della tirosina e lavora

possiamo trovare a livello delle a livello del cervello ed è anche un

giunzioni neuromuscolari e viene importante neuro‐ormone secreto

inattivata grazie all’enzima dall’ipotalamo per l’inibizione del

acetilcolinesterasi, il quale per rilascio di prolattina e viene

idrolisi separa la colina dall’acido utilizzata per la cura del morbo di

acetico Parkinson DECARBOSSILAZIONE

j y K

 SEROTONINA: è un neuromediatore

che viene prodotto dal sistema nervoso

centrale e nell’apparato gastro‐intestinale

a partire dal triptofano che prima viene

idrossilato (idrossitriptofano) e poi

decarbossilato IDROSSILAZIONE

DECARBOSSILAZIONE

j y K

Il positivismo è un movimento filosofico e culturale ispirato ad alcune idee guida fondamentali riferite in genere alla

esaltazione del progresso e del metodo scientifico che nasce in Francia nella prima metà dell’800 e che si diffonde

nella seconda metà del secolo a livello europeo e mondiale.

Ciò che è reale e Ciò che è utile, efficace e

POSITIVO

sperimentabile produttivo

Le principali linee guida del pensiero di

Maxwell sono identificabili in:

Ricerca dell’unità Rifiuto di ipotesi

(unificazione) microscopiche

Enfasi sui

risultati j y K

Come metodo di indagine teorica, Maxwell premia l'analogia perché, secondo lui, in grado di gettar

luce sui campi della scienza meno noti, partendo dalle leggi che governano fenomeni meglio

conosciuti.

Le quattro equazioni di Maxwell dimostrano Il lavoro di Maxwell è stato definito la

che l'elettricità, il magnetismo e la luce sono «seconda grande unificazione della fisica»,

tutte manifestazioni del campo dopo quella operata da Isaac Newton.

elettromagnetico. Maxwell dimostrò che il campo

elettrico e magnetico si propagano

spazio sotto forma di

attraverso lo

onde alla velocità della luce. j y K