Cos'è l'energia

L'energia è la capacità di un sistema a compiere un lavoro. Quando una forza (F) provoca lo spostamento (s) di un corpo si dice che compie un lavoro (L). La capacità del corpo di compiere un lavoro è detta "energia".

La potenza è la capacità del sistema a produrre una quantità di lavoro (L) in una determinata unità di tempo (t).

Nota. Quanto più il sistema è rapido (-Δt) nel produrre una determinata quantità di lavoro, tanto maggiore sarà la sua potenza (+ΔP). Detto in un altro modo, a parità di lavoro svolto, la macchina più potente impiega meno tempo per eseguirlo.

Forme fondamentali di energia

Si possono distinguere due forme fondamentali di energia:

• Energia potenziale
  L'energia potenziale (E_p) dipende dalla posizione del corpo in un sistema di riferimento, dalle caratteristiche del sistema e del corpo (ecoage.it). Nella seguente formula di ecoage l'energia potenziale E_p è determinata dal prodotto tra la massa (m) del corpo, la forza di gravità (g) e l'altezza (h) in cui si trova il corpo.
  
• Energia cinetica
  L'energia cinetica (E_c) è determinata dal movimento, dalla velocità (v) e dalla massa (m) del corpo.
  

La somma dell'energia potenziale e dell'energia cinetica determina l'energia totale (E_t).

Esempio. Quando un corpo cade da una determinata altezza (h) trasforma la sua energia potenziale E_p in energia cinetica E_c. L'energia totale E_t è comunque immutata.

Le trasformazioni dell'energia

L'energia si trasforma facilmente in forme diverse.

• Energia meccanica
  E' la somma dell'energia cinetica, dell'energia potenziale e dell'energia interna di un corpo, quando interagisce con forze esterne al sistema di riferimento.
• Energia termica
  E' il calore generato dall'energia cinetica dell'eccitazione degli atomi, quando la materia viene scaldata. Il moto e le vibrazioni delle particelle genera l'energia termica (calore).
  
• Energia chimica
  L'energia chimica è l'energia potenziale derivante dalla struttura delle molecole e degli atomi della materia.
• Energia elastica
  Quando un corpo elastico viene deformato da forze esterne, al termine dell'azione il corpo riprende la sua forma iniziale tramite la sua energia elastica.
• Energia elettrica
  È l'energia derivante dal moto delle cariche elettriche. È detta elettricità.

L'energia può essere trasformata da una forma all'altra.

Esempio. La combustione trasforma l'energia chimica contenuta nel petrolio in energia termica. Il calore è usato per riscaldare l'acqua e generare forza vapore (energia cinetica) in grado di spingere una turbina (energia meccanica) collegata a un generatore elettrico (energia elettrica). In questo modo, una centrale termoelettrica produce elettricità.