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Termini

• energia chimicaL’energia potenziale netta liberata o assorbita nel corso di una reazione chimica.
• energia potenzialeEnergia posseduta da un oggetto a causa della sua posizione (in un campo gravitazionale o elettrico), o della sua condizione (come una molla allungata o compressa, come un reagente chimico, o avendo massa a riposo).
• energia cineticaL’energia posseduta da un oggetto a causa del suo movimento, pari a metà della massa del corpo per il quadrato della sua velocità.

L’energia è una proprietà degli oggetti che può essere trasferita ad altri oggetti o convertita in forme diverse, ma non può essere creata o distrutta. Gli organismi usano l’energia per sopravvivere, crescere, rispondere agli stimoli, riprodursi e per ogni tipo di processo biologico. L’energia potenziale immagazzinata nelle molecole può essere convertita in energia chimica, che alla fine può essere convertita in energia cinetica, permettendo ad un organismo di muoversi. Alla fine, la maggior parte dell’energia usata dagli organismi viene trasformata in calore e dissipata.

Energia cinetica

L’energia associata agli oggetti in movimento è chiamata energia cinetica. Per esempio, quando un aeroplano è in volo, l’aeroplano si sta muovendo attraverso l’aria molto velocemente – facendo un lavoro per attuare un cambiamento nell’ambiente circostante. I motori dei jet stanno convertendo l’energia potenziale del carburante nell’energia cinetica del movimento. Una palla da demolizione può eseguire una grande quantità di danni, anche quando si muove lentamente. Tuttavia, una palla da demolizione ferma non può eseguire alcun lavoro e quindi non ha energia cinetica. Un proiettile che va veloce, una persona che cammina, il rapido movimento delle molecole nell’aria che produce calore, e la radiazione elettromagnetica, come la luce del sole, hanno tutti energia cinetica.

Energia Potenziale

E se quella stessa palla da demolizione immobile viene sollevata due piani sopra un’auto con una gru? Se la palla da demolizione sospesa non si muove, c’è energia associata ad essa? Sì, la palla da demolizione ha energia perché la palla da demolizione ha il potenziale per fare lavoro. Questa forma di energia è chiamata energia potenziale perché è possibile per quell’oggetto fare lavoro in un dato stato.

Gli oggetti trasferiscono la loro energia tra lo stato potenziale e quello cinetico. Quando la palla da demolizione è appesa immobile, ha il 0% di energia cinetica e il 100% di energia potenziale. Una volta che la palla viene rilasciata, la sua energia cinetica aumenta man mano che la palla prende velocità. Allo stesso tempo, la palla perde energia potenziale quando si avvicina al terreno. Altri esempi di energia potenziale includono l’energia dell’acqua trattenuta dietro una diga o una persona che sta per lanciarsi da un aereo.

L’energia chimica

L’energia potenziale non è solo associata alla posizione della materia, ma anche alla struttura della materia. Una molla a terra ha energia potenziale se viene compressa, così come un elastico che viene tirato. Lo stesso principio si applica alle molecole. A livello chimico, i legami che tengono insieme gli atomi delle molecole hanno energia potenziale. Questo tipo di energia potenziale è chiamato energia chimica, e come tutta l’energia potenziale, può essere usata per fare lavoro.

Per esempio, l’energia chimica è contenuta nelle molecole di benzina che sono usate per alimentare le automobili. Quando la benzina si accende nel motore, i legami all’interno delle sue molecole si rompono, e l’energia rilasciata viene usata per azionare i pistoni. L’energia potenziale immagazzinata nei legami chimici può essere sfruttata per eseguire lavoro nei processi biologici. Diversi processi metabolici rompono le molecole organiche per rilasciare l’energia necessaria a un organismo per crescere e sopravvivere.