Energia e lavoro

L'energia è una proprietà della materia di cui abbiamo esperienza quotidiana. Si presenta a noi in diverse forme, per esempio come energia solare, eolica, termica, elettrica o chimica. Sappiamo che tali forme possono essere convertibili l'una nell'altra e possono essere utilizzate per compiere un lavoro.
L'energia è necessaria per far avvenire qualsiasi trasformazione, sia fisica che chimica, che di per sé non è spontanea. L'energia è una grandezza fisica che si trasforma, si trasferisce e si conserva.

L'energia è la capacità di un corpo di eseguire un lavoro o di trasferire calore

Lavoro e caloria

Misurare l'energia corrisponde a misurare il lavoro che una certa forza è in grado di compiere su un altro corpo.
Il lavoro L è definito dal prodotto della forza f per lo spostamento s: $L=f\cdot s$.
Energia e lavoro nel SI hanno la stessa unità di misura: il joule (J). 1 J corrisponde al lavoro effettuato dalla forza di 1 N per generare uno spostamento di 1 m: $J=N\cdot m=Kg\cdot m^{2}/s^{2}$.

Un'altra unità di misura non SI ma ancora molto utilizzata è la caloria (cal), definita come la quantità di calore necessario per riscaldare 1 g di acqua da 14,5 a 15,5°C. $1cal=4,186J$. Spesso vengono utilizzati dei sottomultipi o dei multipli: kolijouke (KJ) e kilocal (Kcal).

Energia

Energia cinetica

Con il termine energia cinetica indichiamo l'energia associata al movimento dei corpi.. Tale energia dipende dalla massa m del corpo e dalla velocità v con cui esso si sposta. La relazione che lega queste grandezze, valida se la velocità del corpo è molto più piccola di quella della luce, è: $E_{c}={\frac {1}{2}}m\cdot v^{2}$
L'energia cinetica del vento, ad esempio, viene convertita con un buon rendimento in energia elettrica tramite gli aerogeneratori. L'Italia, insieme alla Germania, è tra i principali paesi europei che ricorrono a questa fonte di energia rinnovabile.

Energia potenziale

L'energia potenziale è l'energia posseduta da un corpo in virtù della sua posizione o composizione. L'energia potenziale E_p posseduta da un corpo di massa m che si trova a un'altezza h dal suolo è data dalla seguente relazione: $E_{p}=m\cdot g\cdot h$. (g = accelerazione di gravità = 9,81)
L'energia gravitazionale non è l'unica forma di energia potenziale. Quando bruciamo un combustibile per far muovere la macchina, o quando ci alimentiamo, non facciamo altro che utilizzare l'energia immagazzinata nelle molecole di combustibile o di cibo. È proprio l'energia potenziale contenuta nei cibi che ci consente di vivere: nelle nostre cellule, infatti, avvengono reazioni di demolizione degli alimenti, la cui energia potenziale viene trasformata in altre forme di energia e calore.

Ogni volta che l'energia si trasforma, cambia di aspetto ma non scompare nè si crea dal nulla. La legge di conservazione dell'energia sancisce che, in un qualsiasi processo, l'energia totale si conserva.