I tipi di energia sono i diversi modi in cui l'energia si manifesta. L'energia è la capacità di un corpo di produrre lavoro, cioè di promuovere l'azione o il movimento.
Elettricità
L'energia elettrica è uno dei tipi di energia più utilizzati al mondo, è facilmente trasportabile tramite cavi e può essere prodotto da varie fonti di energia, come acqua, vento, sole e sostanze brucianti combustibili.
L'energia elettrica o elettricità è il risultato del movimento di piccole particelle chiamate elettroni, che sono trasportate da fili.
Tutti i dispositivi elettronici e le luci che accendiamo nelle nostre case sono alimentati dall'elettricità. L'elettricità viene prodotta nelle centrali elettriche e raggiunge le nostre case tramite cavi elettrici.
I cavi elettrici distribuiscono l'energia prodotta negli impianti.
Quali sono le fonti di energia elettrica?
Negli impianti l'energia elettrica è prodotta da generatori, che vengono attivati dal movimento delle turbine. Il movimento delle turbine può avvenire sostanzialmente in due modi:
- energia meccanica: quando le turbine sono mosse dalla forza dell'acqua e del vento, come nelle centrali idroelettriche ed eoliche.
- energia chimica: quando le turbine sono mosse dal vapore proveniente dalla combustione di combustibili, come nel caso delle centrali termoelettriche e nucleari.
Alcuni esempi di combustibili utilizzati nelle centrali termoelettriche sono: carbone, petrolio, gas naturale e biomasse. Le centrali nucleari utilizzano elementi radioattivi come l'uranio e il plutonio.
Energia meccanica
L'energia meccanica si riferisce alla capacità di un corpo di muoversi in movimento. L'energia meccanica è la somma dell'energia cinetica e dell'energia potenziale.
- Energia cinetica: è l'energia relativa al movimento del corpo, esiste ogni volta che acquista velocità;
- Energia potenziale: è l'energia di un corpo che è in una posizione ma può muoversi. È un'energia che può trasformarsi in cinetica.
Un esempio di energia potenziale è una sfera di metallo attaccata a un pendolo. Quando solleviamo la palla con la mano, acquisisce energia potenziale, poiché si metterà in movimento quando la rilasciamo.
Una palla sospesa a un pendolo ha energia potenziale quando è ferma e energia cinetica quando è in movimento.
Cosa sono le fonti di energia meccanica?
L'energia meccanica esiste in qualsiasi corpo in movimento o in una posizione da cui può generare movimento, cioè fare lavoro.
Possiamo trovare esempi di energia meccanica nella nostra vita quotidiana, come il vento, una palla lanciata in aria, una persona che corre o un'auto in movimento.
La forza dell'acqua è una delle fonti di energia meccanica più utilizzate per la produzione di altri tipi di energia, come l'elettricità.
In una centrale idroelettrica, la forza di una grande cascata viene utilizzata per muovere le turbine, che azionano i generatori e trasformano l'energia meccanica in energia elettrica.
Impara di più riguardo energia meccanica.
Energia termica
L'energia termica è l'energia interna di un corpo o sostanza ed è il risultato della vibrazione dei suoi atomi e molecole.
L'energia termica si ottiene dal calore: più una sostanza è calda, più velocemente si muoveranno le particelle e maggiore sarà l'energia termica.
Possiamo pensare a diversi esempi di energia termica nella nostra vita quotidiana, come i caloriferi che usiamo al freddo, il forno dove sforniamo una torta e una tazza di cioccolata calda.
Per fare la cioccolata calda, ad esempio, mettiamo il latte freddo in una lattiera e accendiamo il fornello. La fiamma riscalda il latte e ne rimescola le molecole, determinando un aumento dell'energia termica.
Il cibo riscaldato su una stufa acquisisce energia termica.
Quali sono le fonti di energia termica?
L'energia termica può essere ottenuta dalla combustione di alcuni combustibili come gas, petrolio o legna e può essere ottenuta anche dai raggi del sole e dal calore prodotto all'interno della Terra.
L'energia termica viene utilizzata in alcuni impianti per produrre altri tipi di energia, come energia elettrica e meccanica, oppure può essere utilizzata direttamente come energia termica negli impianti di riscaldamento.
Impara di più riguardo Energia termica.
Energia nucleare
L'energia nucleare è l'energia esistente nel nucleo di un atomo e che viene rilasciata quando il nucleo è fissione o rotto.
Gli atomi sono particelle che formano tutti gli oggetti esistenti in natura (compresi i nostri corpi). Sono costituiti da protoni, elettroni e neutroni e da un nucleo, da cui proviene l'energia.
L'energia nucleare è utilizzata per la produzione di energia elettrica in diversi paesi del mondo, ma è stata utilizzata anche per scopi militari nella produzione di bombe atomiche.
Impianto di produzione di energia nucleare.
Quali sono le fonti di energia nucleare?
La principale fonte di energia nucleare è l'uranio, un elemento radioattivo che si trova nelle rocce. Questo elemento è ottenuto dalla natura e trasformato in pellet che verranno utilizzati nei reattori nucleari.
Il processo di produzione di energia avviene come segue:
- Il nucleo di uranio viene rotto da neutroni che vengono scagliati contro di esso;
- Con la rottura del nucleo si formano due atomi di uranio;
- Quando il nucleo si rompe, vengono rilasciati energia e nuovi neutroni;
- Questi neutroni si dirigono verso altri nuclei di uranio, provocandone la rottura, innescando una reazione a catena.
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Energia chimica
L'energia chimica è energia potenziale ed è immagazzinata nei legami degli elementi chimici. Quando avviene una reazione chimica, questa energia viene rilasciata.
La reazione chimica di solito produce calore e quando lo fa, la sostanza madre si trasforma in una sostanza completamente nuova. Uno dei principali esempi di reazione chimica energetica è la combustione.
Il legno ha energia chimica, che viene rilasciata con la combustione.
Quali sono le fonti di energia chimica?
L'energia chimica è presente negli elementi che bruciati producono energia, come carbone, biomassa, legno e petrolio.
Questi elementi sono formati da legami chimici e quando bruciano rilasciano energia ei loro atomi si riorganizzano, formando una nuova sostanza chimica.
Osserviamo la reazione di combustione dell'idrogeno (H2), che avviene con mezza molecola di ossigeno (½ O2):
H2 + ½ il2 → H2oh
Quando una molecola di idrogeno reagisce con mezza molecola di ossigeno, si verifica una reazione in cui viene rilasciata energia e il cui prodotto è una molecola d'acqua.
Un altro esempio potrebbe essere la combustione del carbone (C) che reagisce a contatto con l'ossigeno (O2):
C + O2 → CO2
La molecola di carbonio ha reagito con la molecola di ossigeno, modificando i legami chimici e formando una molecola di anidride carbonica (CO).2). In questo processo c'è anche il rilascio di energia.
Impara di più riguardo energia chimica.
Fonti energetiche: cosa sono le energie rinnovabili e non rinnovabili?
Le fonti energetiche sono le materie prime utilizzate per produrre energia. L'energia viene utilizzata per il funzionamento di macchine, mezzi di trasporto e dispositivi elettronici.
La produzione di energia può avere impatti importanti sulle risorse naturali e sulla sostenibilità del pianeta. A questo proposito, le fonti energetiche possono essere classificate come rinnovabili e non rinnovabili.
Fonti di energia rinnovabile
Le energie rinnovabili sono fonti energetiche che non si esauriscono con l'uso, come l'energia eolica o solare. Indipendentemente da quanto queste risorse vengano utilizzate per la produzione di energia, la loro disponibilità in natura non è diminuita.
Le principali fonti di energia rinnovabile sono:
- acqua: la forza del movimento dell'acqua fa girare le turbine e aziona i generatori che producono energia;
- vento: la forza dei venti fa girare i mulini a vento o girandole e aziona gli aerogeneratori che producono energia;
- Geotermico: Il vapore e l'acqua calda del calore all'interno della Terra vengono utilizzati per far girare le turbine e produrre energia. Questa fonte di energia è ottenuta dalla perforazione di giacimenti profondi;
- Solare: i pannelli solari catturano l'energia dal calore e dalla luce solare, che passa attraverso un inverter e si trasforma in energia elettrica;
- biomassa: è l'energia ottenuta dalla combustione di materia organica di origine animale o vegetale. La biomassa può essere ottenuta dalla decomposizione di rifiuti alimentari e vegetali, letame animale e rifiuti;
- oceani: è l'energia ottenuta dal movimento delle maree (moto marea) o delle onde del mare (ondomotore). Il movimento dell'acqua aziona generatori elettrici che sono semisommersi nel mare e immagazzinano energia.
Impara di più riguardo energia rinnovabile.
Fonti energetiche non rinnovabili
Le fonti energetiche non rinnovabili sono quelle che possono esaurirsi con l'uso, poiché la natura non è in grado di rinnovarle alla stessa velocità con cui vengono utilizzate.
Queste sorgenti sono di origine organica, sia vegetale che animale, e si formano dalla natura in processi lenti che possono durare fino a milioni di anni.
Le principali fonti energetiche non rinnovabili sono:
- carbone minerale Mineral: il carbone è un combustibile fossile ottenuto dall'estrazione mineraria e viene utilizzato per produrre energia elettrica negli impianti termoelettrici. Viene utilizzato anche come energia termica per processi industriali;
- Petrolio: Il petrolio è un combustibile fossile ottenuto dalle trivellazioni nei fondali oceanici. Viene utilizzato per la produzione di energia elettrica e anche nei carburanti per autoveicoli;
- Gas naturale: Anche il gas naturale è un combustibile fossile e si trova generalmente vicino al petrolio. Il gas naturale è utilizzato anche come combustibile e per la produzione di energia elettrica;
- combustibili nucleari: L'energia nucleare è ottenuta principalmente dall'uranio, un materiale disponibile in quantità limitate in natura. Oltre a non essere rinnovabili, i combustibili nucleari sono pericolosi a causa della loro radioattività.
Impara di più riguardo energie non rinnovabili.
Quali sono le principali fonti di energia in Brasile?
Secondo i dati 2016 del Ministero delle Miniere e dell'Energia, il Brasile è uno dei paesi che utilizza maggiormente l'energia da fonti rinnovabili, rappresentano il 42,9% della sua matrice energetica.
Considerando il mondo intero, la percentuale di energia rinnovabile è solo del 13,7%, il che rappresenta un vantaggio in termini di sostenibilità per il Paese. Inoltre, c'è una diversificazione delle fonti energetiche, dai un'occhiata.
Le energie rinnovabili rappresentano il 42,9% della matrice energetica brasiliana
- Biomassa di canna da zucchero: 17%
- Idraulica: 12%
- Legna da ardere e carbone: 8%
- Candeggina e altre rinnovabili: 5,9%
Itaipu è la più grande centrale idroelettrica del Brasile e la seconda più grande al mondo.
Le energie non rinnovabili rappresentano il 57,1% della matrice energetica brasiliana
- Petrolio e derivati: 36,4%
- Gas naturale: 13%
- Carbone minerale: 5,7%
- Uranio: 1,4%
- Altri non rinnovabili: 0,6%
Piattaforma di estrazione del petrolio ad Angra dos Reis, Rio de Janeiro.
Le fonti energetiche primarie si trasformano in energia secondaria
Le fonti energetiche primarie sono quelle che provengono direttamente dalla natura e si trasformano in energie secondarie ad uso dell'uomo. Alcune fonti energetiche primarie sono: acqua, sole, vento, combustibili fossili, canna da zucchero e uranio.
Queste energie vengono catturate nei centri di trasformazione, come centrali elettriche e raffinerie, e vengono trasformate in energie secondarie. Alcuni esempi di energia secondaria sono: elettricità, biogas, prodotti petroliferi, etanolo, benzina e carbone.
3 esempi di impatti ambientali causati dalla produzione di energia
Dalla Rivoluzione Industriale, la domanda di energia è cresciuta a tassi molto elevati. L'energia è necessaria per il funzionamento delle industrie, dei trasporti, della generazione di elettricità nelle case, per l'agricoltura, ecc.
Questa elevata necessità di produzione di energia provoca importanti impatti ambientali, come l'inquinamento dell'aria e degli oceani e lo squilibrio dell'ecosistema. Guarda alcuni dei principali impatti ambientali della produzione di energia:
1. I combustibili fossili sono i maggiori responsabili del riscaldamento globale
Attualmente, le fonti energetiche più utilizzate al mondo sono i combustibili fossili. Insieme, petrolio, gas naturale e carbone rappresentano l'81% di tutta la produzione e il consumo di energia nel mondo.
I combustibili fossili sono formati da tutta la materia vivente (piante e animali) che si è decomposta nel corso di milioni di anni. Ciò significa che la tua produzione avviene molto lentamente.
Questi combustibili hanno una grande quantità di carbonio nella loro composizione e la reazione chimica che avviene durante la loro combustione rilascia energia e gas come l'anidride carbonica.
Qual è il rapporto dei combustibili fossili con il riscaldamento globale?
La combustione di combustibili fossili rilascia gas serra come l'anidride carbonica (CO2), vapore acqueo (H2O), metano (CH4) e protossido di azoto (N2O).
Questi gas si accumulano nell'atmosfera e impediscono ai raggi del sole di essere riflessi nell'atmosfera. Parte del calore che dovrebbe essere riflesso viene intrappolato sulla superficie terrestre, aumentandone la temperatura.
Il riscaldamento globale provoca lo scioglimento delle calotte polari e l'innalzamento del livello del mare, l'estinzione delle specie e lo squilibrio degli ecosistemi.
Il riscaldamento globale provoca lo scioglimento dei ghiacciai.
2. I combustibili nucleari sono radioattivi e pericolosi per la vita
La produzione di energia nucleare è oggetto di molte critiche a causa dei rischi legati all'uso di materiali radioattivi. I maggiori impatti di questo tipo di energia sono:
Rischio di contaminazione da sterili
Gli elementi utilizzati nella produzione di energia nucleare, come l'uranio e il plutonio, presentano un grande rischio per la vita, in quanto altamente radioattivi.
Per la produzione di energia nucleare vengono utilizzati pellet di biossido di uranio, che rimangono tossici per migliaia di anni e devono essere stoccati in serbatoi di piombo.
Se questi residui non vengono stoccati correttamente, possono contaminare suoli e acque, causando squilibri negli ecosistemi e mettendo a rischio tutte le forme di vita.
Rischio di contaminazione in caso di incidenti
Le centrali nucleari seguono rigidi protocolli di sicurezza, ma comportano rischi di perdite e incidenti, come quelli avvenuti a Chernobyl (1986) e Fukushima (2011).
Le radiazioni emesse in questi incidenti possono causare decessi, malattie come il cancro, malformazioni dei feti, mutazioni genetiche in insetti, piante e animali e ustioni.
Riscaldamento dell'acqua di mare
Gli impianti di produzione di energia nucleare utilizzano l'acqua di mare per raffreddare i reattori, che muovono le turbine e raggiungono temperature molto elevate.
In questo processo, l'acqua di mare utilizzata per il raffreddamento viene riscaldata e restituita al mare di 60° C più calda della temperatura ambiente, il che può avere un impatto sull'ecosistema marino.
Costruzione distrutta dopo l'incidente di Chernobyl, in Ucraina.
3. L'energia idroelettrica è rinnovabile, ma provoca impatti ambientali
Le centrali idroelettriche utilizzano l'energia meccanica della forza dell'acqua per muovere le turbine, ma affinché l'acqua raggiunga la forza necessaria, vengono costruite dighe che arginano l'acqua.
Quando la diga si riempie, le dighe si aprono e l'acqua scende con molta pressione, muovendo le turbine per generare elettricità.
Pur essendo rinnovabile, per costruire una diga è necessario allagare un'area molto vasta, provocando importanti impatti ambientali, come l'estinzione di specie e l'alterazione degli ecosistemi.
Inoltre, poiché utilizzano aree molto estese, la costruzione di centrali idroelettriche di solito rimuovere le comunità fluviali, costrette a lasciare le proprie case e ricominciare in altre posizioni.
Diga della pianta di Itaipu.
Scopri di più su: combustibili fossili e riscaldamento globale ed effetto serra.
