Energia, meteo e clima
ENERGIA ● 1 - Energia che tutto muove
Come ti mostra l’immagine in realtà aumentata, le grandi eliche (pale eoliche di questi impianti) vengono messe in movimento dal vento. Il vento è una delle tante forze naturali, capaci di spostare oggetti. Pensa alle correnti del mare che possono spingere un salvagente lontano da riva o all’acqua di una cascata che scende verso valle o ancora all’eruzione di un vulcano capace di lanciare in aria i lapilli incandescenti. L’uomo sfrutta la potenza di tutti questi fenomeni per produrre energia, anche quella che troviamo costantemente disponibile nelle nostre case. Come? Facciamo un passo alla volta!
Com’è comoda l’energia!
Quando ti svegli la mattina, accendi la luce per scegliere i vestiti da indossare, poi scaldi il latte sul fornello e, dopo un’abbondante colazione, esci di casa e vai a scuola, spesso accompagnato in auto o sulla tua bicicletta. Queste, e molte altre azioni che ogni giorno riempiono la tua mattina, sono possibili grazie all’energia! L’energia dunque, serve per illuminare, scaldare e anche muovere i mezzi di trasporto. Ma le forme di energia che vengono messe in gioco in queste sole tre azioni non sono le stesse. L’energia che accende la lampadina è energia elettrica, mentre il latte si scalda grazie al calore sprigionato dal gas (energia termica); è invece energia chimica quella prodotta dalla combustione del carburante che permette il movimento di un’automobile fornendo la spinta (energia cinetica) necessaria a far spostare il veicolo. Se ti muovi in bicicletta, sarà l’energia dei tuoi muscoli, energia muscolare, a farti pedalare.
L’energia ha tante facce
L’energia, quindi, è indispensabile per far funzionare tantissime cose intorno a noi ed è continuamente in movimento. Possiamo immaginarla come una faccia che può assumere espressioni diverse: a seconda della situazione arrossisce, si muove o reagisce. Vediamo quali sono le forme di energia con cui più spesso facciamo esperienza. L’energia elettrica si genera grazie a piccole invisibili particelle, dette elettroni, che corrono nei fili elettrici. Una lampadina è alimentata grazie all'energia elettrica, che è la forma di energia con cui si alimentano anche gli elettrodomestici di casa. L’energia termica è l’energia che si sprigiona da un corpo caldo. La fiamma del gas che brucia produce del calore che scalda il pentolino, che a sua volta può riscaldare altri corpi che sono a contatto, come il tuo latte. Il calore è energia e la fonte di calore più potente che conosciamo è il Sole, che scalda la Terra da miliardi di anni.
L’energia chimica è l’energia rilasciata quando diverse sostanze chimiche interagiscono tra di loro, modificandosi. Dalla combustione della benzina, ad esempio, deriva questo tipo di energia. L’energia cinetica è l’energia che possiede qualunque corpo in movimento, come per esempio l’auto o l’autobus che viaggia per portarti a scuola.
Energia che si trasforma
Come il tuo viso può esprimere una sequenza di emozioni che si susseguono una dopo l’altra, così può comportarsi l’energia. Abbiamo visto che, quando una lampadina si accende, l’energia elettrica si muove nel filamento, ma viene anche frenata dal materiale di cui questo è composto, surriscaldandolo. Questa energia si trasforma dunque in energia termica, che diventa poi visibile quando il filamento super riscaldato arriva ad essere incandescente. L’energia chimica prodotta dalla combustione del gas del fornello si trasforma in energia termica che scalda il latte, facendo muovere le microscopiche particelle di cui è composto: l’energia termica rilasciata dal gas viene trasformata in energia cinetica. L’uomo, attraverso tecnologie opportune, ha imparato a cambiare volto all’energia, in modo da renderla più semplice da utilizzare, accumulare e trasportare. Ha così potuto, nel tempo, sfruttarla al meglio, a seconda delle proprie necessità.
Che fatica lavorare
Quando sollevi lo zaino da terra sulle tue spalle, fai uno sforzo che, a seconda di quanto pesa lo zaino, sarà più o meno grande. Lo zaino ora è stabile sulla tua schiena ma lo sforzo ti ha affaticato perché i tuoi muscoli hanno lavorato per sollevare il peso. In fisica si dice che hai compiuto un lavoro, ovvero hai consumato energia per spostare un oggetto.
Energia che non si vede
Ci sono casi in cui l’energia c’è ma non si vede. Se sali in cima a una pista da sci e rimani fermo in bilico, in attesa di scendere a tutta velocità, la tua energia di movimento (energia cinetica) è nulla. Appena ti sbilanci verso il basso però, prendi subito velocità e rapidamente scivoli verso valle. Se è vero che l’energia non si crea e non si distrugge da dove viene questa energia cinetica che stai sperimentando? Quando sei salito in cima alla montagna hai usato energia: quella muscolare del tuo corpo se sei salito a piedi o quella elettrica dell’impianto che ti ha accompagnato in alto. Tu, fermo a guardare la pista che ti aspetta, hai accumulato un’energia invisibile chiamata energia potenziale. È un’energia che non si vede, pronta però a scattare e a mettersi in mostra non appena cambi la tua posizione e ti sbilanci verso il basso. L’energia potenziale si trasforma poi in energia cinetica che si esaurisce in fondo alla discesa quando ti fermi.