Differenze tra le versioni di "Chimica per il liceo/Le grandezze fisiche e la loro misura/Le grandezze derivate"

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== L'energia ==
Ogni corpo possiede una certa energia, che può essere trasferita, in parte, ad altri corpi.
 
L'energia viene definita come la '''capacità di un corpo di''' '''compiere un lavoro''' o di '''trasferire calore.'''
 
Il lavoro, in fisica, avviene quando, applicando una forza, si ottiene uno spostamento <math>L = F \cdot s</math> . Sapendo che F=ma si può anche scrivere <math>L = m \cdot a \cdot s</math>
 
L'unità di misura nel S.I è il '''Joule''' ('''J''') <math>\, 1 \ \mathrm{J}=1 \ \mathrm{N} \cdot 1 \ \mathrm{m}=1 \ \mathrm{kg} \cdot \frac{1 \ \mathrm{m}}{1 \ \mathrm{s}^{2}} \cdot 1 \ \mathrm{m}=\frac{1 \ \mathrm{kg} \cdot 1 \ \mathrm{m}^{2}}{1 \ \mathrm{s}^{2}}</math>
 
È molto utilizzata anche la '''caloria''' ('''cal''') definita come ''l'energia necessaria per innalzare di 1 °C (precisamente, da 14,5°C a 15,5°C) la temperatura di 1 g di acqua distillata'' alla pressione atmosferica
 
'''1 cal = 4,18 J'''
 
Esistono varie forme di energia:
 
* '''Energia termica''' (calore): è l'energia posseduta per il fatto di avere le particelle (atomi e molecole) che si muovono (vibrando, ruotando, traslando, a seconda dello stato). In un certo senso è l'energia misurata col termometro. Questa energia può essere trasferita solo da un corpo caldo verso uno più freddo.
* '''Energia cinetica''': è l'energia posseduta da un corpo per il fatto di essere in movimento. La sua formula è <math>E_c=\frac{1}{2} m v^2</math> dove m e V sono rispettivamente la massa e la velocità del corpo
* '''Energia potenziale''': è l'energia posseduta da un corpo per il fatto di essere soggetto ad un campo di forze, come ad esempio un campo gravitazionale. L'energia potenziale gravitazionale ha formula <math>E_p=mgh</math> dove m è la massa del corpo, g è l'accelerazione gravitazionale e h l'altezza rispetto ad una base di riferimento.
*'''Energia meccanica''': è data dalla combinazione di energia cinetica e potenziale. Si manifesta in varie forme, ad es. '''energia idroelettrica''', '''energia eolica.'''
*'''Energia nucleare''': è l'energia prodotta in seguito a reazioni nucleari, come la fusione di idrogeno in elio nel Sole. Deriva dalla trasformazione di massa in energia secondo la famosa formula di Einstein: <math>E = m \cdot c^2</math> dove c è la velocità della luce (300.000 km/s)
*'''Energia chimica''': è l'energia contenuta nei legami chimici. Questi legami, rompendosi o formandosi, scambiano energia con l'ambiente. Il metano e il glucosio ad esempio sono molecole ricche di energia, l'acqua e l'anidride carbonica no. Il legame chimico rientrerebbe tra le forme di energia potenziale.
*'''Energia elettrica''': è l'energia legata ad un flusso di corrente elettrica (elettroni). Permette il funzionamento di tutti i dispositivi elettrici.
*'''Energia solare''': è l'energia legata alle onde elettromagnetiche emanate dal Sole, prevalentemente del visibile (luce) e infrarosso, molto importante perché causa molti fenomeni (es. venti, le precipitazioni, le correnti, le one) e permette la vita sulla Terra.
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File:Hot metalwork.jpg|Un ferro rovente possiede molto calore che cederà all'ambiente circostante
File:Rollercoaster expedition geforce holiday park germany.jpg|Un corpo in movimento possiede energia cinetica
File:Gordon Dam 2001-01-31.jpg|L'acqua contenuta dalla diga possiede molta energia potenziale
File:Raccoon Mountain Pumped-Storage Plant.svg|La centrale idroelettrica è un esempio di energia meccanica (potenziale + cinetica)
File:The Sun by the Atmospheric Imaging Assembly of NASA's Solar Dynamics Observatory - 20100819.jpg|Il Sole è alimentato da reazioni nucleari
File:Methane-CRC-MW-3D-balls.png|Il metano è una fonte di energia chimica (potenziale). L'energia è immagazzinata nei legami chimici
File:Breville.jpg|Gli elettrodomestici funzionano grazie all'energia elettrica
File:SolarGIS-Solar-map-Italy-it.png|L'energia solare in Italia: il sud ne è più ricco
File:Photovoltaikanlage.jpg|I pannelli fotovoltaico usano l'energia solare per produrre energia elettrica
File:SS-joule.jpg|James Prescott Joule, lo scienziato a cui è dedicata l'unità di misura dell'energia nel S.I.
</gallery>I flussi di energia sono meglio definiti dalle leggi della termodinamica
 
==== Prima legge della termodinamica ====
'''L'energia si trasforma da una forma all'altra, ma complessivamente, in un sistema isolato, è costante''', non si può né creare né distruggere.
 
==== Seconda legge della termodinamica ====
Quando l'energia si trasforma da una forma all'altra, '''una parte viene sempre persa come calore'''. Quindi non esiste una trasformazione perfetta con un rendimento del 100%. Una conseguenza di questa legge è che il '''moto perpetuo''' non esiste; ad esempio un pendolo, per quanto "perfetto" dissiperà sempre una parte di energia in calore e quindi prima o poi si fermerà. Questa legge ci dice anche che qualsiasi dispositivo in cui fluisce energia (es. un elettrodomestico o l'automobile) si '''scalda''' mentre è in funzione e talvolta il calore è così elevato che può danneggiarlo (infatti alcuni dispositivi hanno sistemi di raffreddamento, ad esempio l'automobile e i pc)
 
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