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IIIFurlaIII.
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Notando la totale o parziale incapacità di certi utenti del forum di valutare grandezze ed unità di misura, spero di fare un'opera utile chiarendo i concetti fisici di potenza ed energia, accennando anche a come ricollegarli alla vita pratica.
Cos'è l'energia?
Bella domanda, il concetto di energia è in realtà molto complesso, al quale molte persone hanno dedicato la propria vita.
Oggi, in fisica, l'energia è comunemente definita come la "capacità di un sistema di compiere un lavoro". Il concetto di lavoro non è difficile da capire, e chiunque abbia studiato un po' di fisica dovrebbe conoscerlo. più in basso una spiegazione che tenta di essere chiara e semplice.
nel sistema internazionale, l'unità di misura dell'energia è infatti la stessa del lavoro, il Joule (J), che equivale al "Newtonmetro" (Nm).
altre unità di misura abbastanza comuni sono la caloria (cal) ed il kilowattora (KWh), essendo tutte queste unità di misura di una stessa grandezza (così come per la distanza, oltre al metro, esistono anche il piede, il pollice, il miglio, eccetera), è possibile passare da una all'altra grazie a semplici fattori di equivalenza:
1 cal = 4,186 J . . . . . . . 1 J = 0,239 cal
1kWh = 3.600.000 J . . 1 J = 0,0000002778 kWh
(in particolare, il KWh è molto usato per esprimere valori su scala umana, anche se di solito si tenta sempre di usare le unità di misura del sistema internazionale. è molto più comodo dire che ogni anno si consumano 3456 kWh, piuttosto che 12441600000 J).
LO SCRIVO CHIARO E TONDO PER CHI NON CAPISCE UN' "h": IL kWh E' UN'UNITA DI MISURA DELL'ENERGIA, E NON DELLA POTENZA, AL CONTRARIO DEL kW!!!
(approfondimenti in fondo)
l'energia si presenta in varie forme: elettrica, meccanica, termica, chimica, nucleare, eccetera. inoltre essa non si crea e non si distrugge, ma si sposta da un corpo all'altro e passa da una forma all'altra.
Mhm, bel trucchetto: per spiegarmi un concetto me ne introduci altri... cos'è il lavoro? che significa che l'energia si trasforma?
Il lavoro è una importante grandezza usata nella fisica meccanica, e si definisce come il prodotto (scalare) tra lo spostamento di un corpo e la forza che è stato necessario applicare al corpo durante tale spostamento.
immaginiamo di avere un bel piatto di massa 1 Kg in mano, all'altezza di 2 metri da terra. la forza gravitazionale (Fp) che lo attrae verso il pavimento è pari al prodotto della massa del piatto per l'accelerazione gravitazionale terrestre (una grandezza approssimativamente costante in tutti i punti della superficie terrestre, che vale 9,8 m/s²):
Fp 1 kg x 9,8 m/s² = 9,8 N
tale forza lo attrae costantemente, ma finché noi lo teniamo in mano, applichiamo ad esso una forza uguale e contraria a quella gravitazionale, che lo tiene fermo. lo spostamento è quindi nullo, quindi il lavoro (la forza (Fp) per lo spostamento) è pari a 0. se però lasciamo cadere il piatto, esso sarà soggetto solo alla forza di gravità Fp, e cadrà verso il basso fino a raggiungere il pavimento, e il lavoro che deriva da ciò è pari a:
9,8 N x 2 m = 19,6 Nm = 19,6 J
19,6 Joule è il lavoro compiuto dal sistema gravitazionale "piatto-Terra", ed è pari all'energia spesa per compierlo; abbiamo detto che, per compiere un lavoro, un sistema deve avere dell'energia, e che essa non si crea dal nulla... infatti quell'energia l'abbiamo fornita noi alzando il piatto (i nostri muscoli prendono a loro volta l'energia necessaria da quella chimica contenuta nelle sostanze che mangiamo), facendo acquistare al piatto una forma di energia detta, nella fisica meccanica, "potenziale gravitazionale".
e abbiamo anche detto che l'energia non si distrugge... quindi una volta che il piatto è arrivato a terra che fine fa l'energia? una piccola parte si disperde in energia termica scaldando pavimento e piatto, un'altra piccola parte produce un moto ondulatorio trasversale delle molecole d'aria (che noi percepiamo come "rumore"), ma la maggior parte scinde alcuni dei legami chimici che tengono il piatto tutto d'un pezzo, e produce il lavoro necessario a far saltare i cocci...
da 15 miliardi di anni l'energia continua a trasformarsi così, da una forma all'altra, senza sosta. viene da chiedersi da dove venga e se ci sarà una fine, e c'è chi sta cercando la risposta... ma in questo momento ci interessa poco.
Ok, ora più o meno so cos'è l'energia. ma se non si crea e non si distrugge, perché io continuo a pagare perché la producano?
purtroppo nella nostra vita noi non ci accontentiamo di avere l'energia che ci serve per vivere, ma ci occorre che tale energia ci arrivi in determinate forme, quantità, modalità e tempi: se così non fosse, bevendo un Kg di benzina avremmo tutta l'energia per fare 3-4 giorni di vita movimentata, e sarebbe molto più facile sfruttare le fonti di energia rinnovabili.
da qui la necessità di trasformarla nelle forme a noi utili (elettricità, calore per scaldare acqua e casa, lavoro per muoverci in auto) a partire da forme che, direttamente, non potremmo sfruttare.
in definitiva ciò che paghiamo è il servizio fatto da chi trasforma l'energia in una forma a noi utile e di trasportarla fino a noi quando ci serve, e noi ci preoccupiamo di usarla, traendone beneficio e ritrasformandola in una forma inutile.
in poche parole il nostro ruolo è di sfruttare una piccolissima parte dell'energia dell'universo trasformandola, accumulandola e spostandola in modo da poterla usare quando e come ci serve, per poi lasciarla disperdere... anche se sempre più spesso ci si rende conto che essa si può in parte recuperare, e che in molti processi tanta energia si disperde senza che sia servita a niente. da qui l'attenzione al rendimento delle varie trasformazioni e il risparmio energetico.
E la potenza che sarebbe?
la potenza misura la quantità di energia nell'unità di tempo, ovvero il rapporto tra l'energia in uscita da una trasformazione e il tempo neessario affinché tale trasformazione si completi.
nel sistema internazionale, infatti, la sua unità di misura è il "Joule al secondo" (J/s) detto anche Watt (W). altre unità di misura della potenza sono il cavallo (CV, in Italia) e la chilocaloria oraria (kcal/h).
1CV = 740 W = 0,74 kW (circa, dipende se vogliamo usare il cavallo europeo o quello britannico...)
la chilocaloria oraria è un'unità di misura obsoleta e non merita neanche che vi citi come convertirla in Watt...
qualche esempio:
- una lampadina da 50 W, per rimanere accesa, consuma l'energia equivalente a 50 J ogni secondo che passa.
in 3 secondi consuma 150 J, in 10 ore consuma 500 Wh, ovvero 0,5 kWh;
- se diciamo che "una famiglia consuma 3456 kWh di elettricità ogni anno" abbiamo appena espresso una potenza: 3456 KWh/anno è la potenza elettrica media dissipata da una famiglia, ovvero la quantità di energia elettrica che tale famiglia riesce a trasformare in altre forme in un dato periodo di tempo; come vedete, l'unità di misura è il rapporto di due unità di misura note: il kWh, che misura l'energia, e l'anno, unità di misura del tempo. infatti, in questo caso, la potenza è il rapporto tra l'energia consumata ed il tempo necessario a consumarla. con un po' di calcoli, che vi risparmio, tale potenza media si potrebbe esprimere in W (o in chilocalorie orarie, se ci tenete
).
- la potenza di un'automobile è data dalla quantità di benzina (o meglio, dalla parte di energia termica ottenuta dalla combustione della benzina) che il motore riesce a trasformare in lavoro in un certo periodo di tempo.
Sì, ma tutta sta pappardella di teorie ed esempi te la potevi risparmiare, io sento parlare di kw, kwh, kw/h, kwh/anno, e nonostante i tuoi sforzi, ancora non ho capito... che cappero sono?!?
(sintesi per tutti, anche per chi si è arreso e trova poco chiaro quanto scritto fin'ora...)
nel sistema internazionale, l'unità di misura dell'energia è il Joule (J);
la potenza è data dal rapporto tra una certa quantità di energia ed il tempo necessario a produrla/consumarla, e si misura in joule al secondo (J/s) detti anche Watt (W);
visto che il W e il J sono unità di misura molto piccole, comunemente si usano altre unità di misura che da esse derivano:
per la potenza il kW (che equivale a 1000 W),
per l'energia il kWh, ovvero la quantità di energia prodotta/consumata in un'ora da qualcosa che ne produce/consuma un kW (e che quindi produce/consuma 1000 Joule ogni secondo che passa).
E' bene far notare che le unità di misura che portano il nome di scienziati (come Watt, Joule, Volt e molte altre) si abbreviano con la lettera MAIUSCOLA!
Inoltre la "k" da anteporre all'unità di misura per indicare il multiplo di fattore 1000 deve essere necessariamente minuscola, se vogliamo attenerci al sistema internazionale!
Usare lettere minuscole nel caso l'unità di misura sia un cognome e mettere la "K" maiuscola sono inesattezze non di poco conto.
mi auguro che quanto scritto fin'ora sia comprensibile... accetto aiuti, suggerimenti e critiche sia da parte di chi queste cose le sa già e sia da parte di chi le vuole imparare, in modo da rendere questo thread un punto di riferimento per chi ci vuole capire di più senza passare ore a studiare la fisica. spero che con la collaborazione di altri utenti possa diventare qualcosa di decente da tenere tra i thread stickati all'inizio della sezione (magari anche in quella del "fotovoltaico").
spero che con il vostro aiuto si possa fare qualcosa di completo e chiaro, per lo meno l'idea ce l'ho messa
Edited by IIIFurlaIII - 22/1/2007, 18:24. -
Paolo Cattani.
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CITAZIONE....tale forza lo attrae costantemente, ma finché noi lo teniamo in mano, applichiamo ad esso una forza uguale e contraria a quella gravitazionale, che lo tiene fermo. lo spostamento è quindi nullo, quindi il lavoro (la forza (Fp) per lo spostamento) è pari a 0
Come diceva tanto tempo fa il mio proffio, "se sollevi una valigia da sessanta chili in modo che arrivi a venti centimetri dal pavimento, stai facendo un lavoro, se la porti a cento metri di distanza mantenendola alla stessa altezza.... fai una gran fatica, ma non fai nessun lavoro...". -
IIIFurlaIII.
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CITAZIONE (Paolo Cattani @ 21/1/2007, 22:02)CITAZIONE....tale forza lo attrae costantemente, ma finché noi lo teniamo in mano, applichiamo ad esso una forza uguale e contraria a quella gravitazionale, che lo tiene fermo. lo spostamento è quindi nullo, quindi il lavoro (la forza (Fp) per lo spostamento) è pari a 0
Come diceva tanto tempo fa il mio proffio, "se sollevi una valigia da sessanta chili in modo che arrivi a venti centimetri dal pavimento, stai facendo un lavoro, se la porti a cento metri di distanza mantenendola alla stessa altezza.... fai una gran fatica, ma non fai nessun lavoro..."
non capisco il significato del tuo intervento... se il piatto è fermo non c'è lavoro... se la valigia si muove, anche se rimane alla stessa altezza, occorre compiere un lavoro per spostarla.. -
Lolio.
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Una sola precisazione grafica. Nelle abbreviazioni W, kW, kWh, J solo la W e la J si scrivono sempre in maiuscolo. Perché James Watt e James Prescott Joule sono famosi fisici. Così tutte le unità di misura che prendono il nome da una persona si scrivono in maiuscolo. Altri esempi possono essere N (Newton), A (Ampere), C (Coulomb)... . -
albatronik.
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Salve a tutti
Se o capito bene io tradurrei il concetto di furla on questa maniera:
Potrei ottenere da un generatore 10000 volt (quindi intensita) con una potenza pari a 0,1 amper
praticamente e pochissima, non riuscirei ad accendere nemmeno una lampadina!!
al contrario 10000 amper a 12 volt un appartamento per 1 giorno sano!!!!
quindi a mio parere sono due entita' che servono entrambi.
e tornando a Furla ha saputo distinguere in maniera formidabile il concetto della potenza messa a disposizione dall'impianto, e quella consumata (ceduta a dei utilizzatori).
Buona giornata a tutti
. -
snapdozier.
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CITAZIONE (albatronik @ 22/1/2007, 09:18)Salve a tutti
Se o capito bene io tradurrei il concetto di furla on questa maniera:
Potrei ottenere da un generatore 10000 volt (quindi intensita) con una potenza pari a 0,1 amper
praticamente e pochissima, non riuscirei ad accendere nemmeno una lampadina!!
al contrario 10000 amper a 12 volt un appartamento per 1 giorno sano!!!!
quindi a mio parere sono due entita' che servono entrambi.
e tornando a Furla ha saputo distinguere in maniera formidabile il concetto della potenza messa a disposizione dall'impianto, e quella consumata (ceduta a dei utilizzatori).
Buona giornata a tutti
Temo che non sia così.
W=V*i
10000V*0.1(A)=1000 1kW (potenza). Se è per un'ora= 1kWh (energia) Ci stiri 2 o tre ore.
12V*10000A=12000 12kW(potenza). Se per un'ora 12kWh (energia) Ci fai un po' più di una giornata in una casa standard
10000V*12A=12000 12kW(potenza). Se per un'ora 12kWh (energia) Ci fai un po' più di una giornata in una casa standard
La potenza è il prodotto voltaggio e amperaggio.
L'energia è questo prodotto per un certo tempo.. -
IIIFurlaIII.
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CITAZIONE (Lolio @ 21/1/2007, 23:33)Una sola precisazione grafica. Nelle abbreviazioni W, kW, kWh, J solo la W e la J si scrivono sempre in maiuscolo. Perché James Watt e James Prescott Joule sono famosi fisici. Così tutte le unità di misura che prendono il nome da una persona si scrivono in maiuscolo. Altri esempi possono essere N (Newton), A (Ampere), C (Coulomb)...
ti ringrazio per la precisazione, e per l'occasione che mi hai dato di farmi qualche ricerchina circa le lettere da anteporre per indicare un multiplo dell'unità di misura, dalla quale ho scoperto una cosa a me nuova: la "k" che sta ad indicare "x1000" (10^3) deve essere minuscola!
operando in campo informatico, io ero abituato ad usare la "K" maiuscola in ogni situazione, pensando che fosse indifferente, mentre la "K" maiuscola indica "x1024" (2^10), quindi la "K" non si può applicare alle unità di misura fisiche ma solo a quelle dell'informazione, come il bit (b) ed il byte (B).
mi sono già adoperato a correggere tutti i "KW" in "kW", ora metto una nota al riguardo in fondo
CITAZIONE (albatronik @ 22/1/2007, 09:18)Potrei ottenere da un generatore 10000 volt (quindi intensita) con una potenza pari a 0,1 amper
praticamente e pochissima, non riuscirei ad accendere nemmeno una lampadina!!
al contrario 10000 amper a 12 volt un appartamento per 1 giorno sano!!!!
mhm!
a breve un seguito comprendente fondamenti di elettrostatica/elettrodinamica
non ti offendere, ma non hai l'aria di uno che ha le idee chiare in merito...
tengo a precisare che "una potenza pari a 0,1 amper" non esite perché l'Ampere misura la corrente elettrica e non la potenza (infatti non l'ho citato parlando di potenza)
Edited by IIIFurlaIII - 23/1/2007, 18:09. -
albatronik.
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CITAZIONE (IIIFurlaIII @ 22/1/2007, 18:27)CITAZIONE (Lolio @ 21/1/2007, 23:33)Una sola precisazione grafica. Nelle abbreviazioni W, kW, kWh, J solo la W e la J si scrivono sempre in maiuscolo. Perché James Watt e James Prescott Joule sono famosi fisici. Così tutte le unità di misura che prendono il nome da una persona si scrivono in maiuscolo. Altri esempi possono essere N (Newton), A (Ampere), C (Coulomb)...
ti ringrazio per la precisazione, e per l'occasione che mi hai dato di farmi qualche ricerchina circa le lettere da anteporre per indicare un multiplo dell'unità di misura, dalla quale ho scoperto una cosa a me nuova: fino ad ora pensavo che la "k" che sta ad indicare "x1000" (10^3) deve essere minuscola!
operando in campo informatico, io ero abituato ad usare la "K" maiuscola in ogni situazione, pensando che fosse indifferente, mentre la "K" maiuscola indica "x1024" (2^10), quindi la "K" non si può applicare alle unità di misura fisiche ma solo a quelle dell'informazione, come il bit (b) ed il byte (B).
mi sono già adoperato a correggere tutti i "KW" in "kW", ora metto una nota al riguardo in fondoCITAZIONE (albatronik @ 22/1/2007, 09:18)Potrei ottenere da un generatore 10000 volt (quindi intensita) con una potenza pari a 0,1 amper
praticamente e pochissima, non riuscirei ad accendere nemmeno una lampadina!!
al contrario 10000 amper a 12 volt un appartamento per 1 giorno sano!!!!
mhm!
a breve un seguito comprendente fondamenti di elettrostatica/elettrodinamica
non ti offendere, ma non hai l'aria di uno che ha le idee chiare in merito...
tengo a precisare che "una potenza pari a 0,1 amper" non esite perché l'Ampere misura la corrente elettrica e non la potenza (infatti non l'ho citato parlando di potenza)
Salve a tutti
Vi ringrazio della dritta che mi avete dato!! stavo proprio andando per il verso sbagliato
adesso mi e' chiaro il concetto.
Comunque scusate se ho detto delle baggianate, ma considerando che non sono un esperto in materia d'elettronica
spero mi non mi giustizierete
Cio che ho citato era solo una mia idea credendo che fosse giusta!!!
ma sono felice cosi'!!!
Vi stimo e vi apprezzo per le vostre doti e livelli culturali in materia
Saluti. -
Clorofillo.
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Ciao IIIFurlaIII, ottimo chiarimento, ma volevo sottolineare anche che, in merito alla seguente affermazione: CITAZIONEda qui la necessità di trasformarla nelle forme a noi utili (elettricità, calore per scaldare acqua e casa, lavoro per muoverci in auto) a partire da forme che, direttamente, non potremmo sfruttare.
in definitiva ciò che paghiamo è il servizio fatto da chi trasforma l'energia in una forma a noi utile e di trasportarla fino a noi quando ci serve, e noi ci preoccupiamo di usarla, traendone beneficio e ritrasformandola in una forma inutile.
Noi paghiamo anche la parte di energia persa in fase di trasformazione e in fase di trasporto, ed è tanta ... tanta ... tanta.
La verità è che ancora noi siamo abbastanza arretrati in fatto di trasformazione a costi bassi ad energia di prima specie (elettrica, meccanica ...), ma molto bravi a produrre energia termica che va dispersa nell'ambiente, che va ad aumentare l'entropia dell'universo.. -
IIIFurlaIII.
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CITAZIONE (Clorofillo @ 23/1/2007, 20:41)Noi paghiamo anche la parte di energia persa in fase di trasformazione e in fase di trasporto, ed è tanta ... tanta ... tanta.
La verità è che ancora noi siamo abbastanza arretrati in fatto di trasformazione a costi bassi ad energia di prima specie (elettrica, meccanica ...), ma molto bravi a produrre energia termica che va dispersa nell'ambiente, che va ad aumentare l'entropia dell'universo.
beh qui si va sul sottile, loro vendono energia ad un certo prezzo di mercato, ovviamente maggiore di quello che pagano per produrla, se poi nel produrla ne perdono altra sono loro che ne pagano di più... ovviamente questo si riperquote anche su ciò che paghiamo noi...
io ho lasciato la questione un po' sul generico con questa parte:CITAZIONE...anche se sempre più spesso ci si rende conto che essa si può in parte recuperare, e che in molti processi tanta energia si disperde senza che sia servita a niente. da qui l'attenzione al rendimento delle varie trasformazioni e il risparmio energetico.
se vuoi approfondire il discorso sarò felicissimo di integrare un tuo "pezzo" nel primo post
Edited by IIIFurlaIII - 26/1/2007, 01:13. -
Clorofillo.
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CITAZIONE (IIIFurlaIII @ 26/1/2007, 00:41)se vuoi approfondire il discorso sarò felicissimo di integrare un tuo "pezzo" nel primo post
Cosa intendi con "mio pezzo nel primo post"? Scusami ma non intiendo.
Cmq, quando si parla di energia è sempre meglio sviluppare fino in fondo l'argomento, in quanto mi sono accorto che c'è molta superficialità a riguardo.
Sono ben lieto di dare il mio piccolo contributo.
Saluti.. -
IIIFurlaIII.
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intendo dire che potresti approfondire tu il discorso, se te la senti
la mia intenzione era quella di tenere aggiornato il primo post della discussione, arricchendolo con i vostri interventi, in modo che venga fuori un "bel lavoretto"
. -
Clorofillo.
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CITAZIONE (IIIFurlaIII @ 26/1/2007, 13:28)intendo dire che potresti approfondire tu il discorso, se te la senti
la mia intenzione era quella di tenere aggiornato il primo post della discussione, arricchendolo con i vostri interventi, in modo che venga fuori un "bel lavoretto"
Sono ben lieto di dare il mio contributo.CITAZIONEE' bene far notare che le unità di misura che portano il nome di scienziati (come Watt, Joule, Volt e molte altre) si abbreviano con la lettera MAIUSCOLA!
Inoltre la "k" da anteporre all'unità di misura per indicare il multiplo di fattore 1000 deve essere necessariamente minuscola, se vogliamo attenerci al sistema internazionale!
Usare lettere minuscole nel caso l'unità di misura sia un cognome e mettere la "K" maiuscola sono inesattezze non di poco conto.
E' una ottima osservazione
Saluti.. -
Clorofillo.
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Come già detto in maniera corretta da IIIFurlaIII, l'ENERGIA è la capacità di compiere un lavoro. Ma in termini più fisici, cosa è il lavoro ?
Riprendo la citazione di wikipedia, che appare spiegeta molto bene:
Definizione di lavoro
Da qui si capisce perchè se alzo una valigia e cammino, compio lavoro solo nello spostamento orizzontale, anche se sento fatica al braccio per tenerla alzata da terra. E' il coseno dell'angolo tra la forza e lo spostamento a determinare un ruolo importante.
To be continued ......
P.S. aggiungete materiale, punti di vista, critiche e quant'altro ... sono ben accette per capire sempre di più.
Grazie. Saluti.
Clorofillo.. -
Paolo Cattani.
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CITAZIONEqui si capisce perchè se alzo una valigia e cammino, compio lavoro solo nello spostamento orizzontale, anche se sento fatica al braccio per tenerla alzata da terra. E' il coseno dell'angolo tra la forza e lo spostamento a determinare un ruolo importante. ...proprio così
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