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L'acqua è il fluido più importante che esiste sulla Terra e ci offre molte risorse e servizi. L'acqua ha permesso lo sviluppo della vita, ha contribuito alla regolazione del clima e ci fornisce anche energia. L'energia è un'altra delle risorse più necessarie per gli esseri umani poiché senza di essa non avremmo elettricità o calore, per esempio. Forse la forma più nota di energia dall'acqua è l'energia idraulica o idroelettrica, tuttavia, questa è ottenuta da altre energie, cosa sono le energie cinetiche e potenziali?. In questo articolo Green Ecologist andremo ad approfondire la spiegazione qual è l'energia cinetica dell'acqua? per comprendere meglio l'importanza dell'acqua come risorsa energetica.
Cos'è l'energia: semplice definizione
Prima di tutto, dobbiamo sapere cos'è l'energia. L'energia è intesa come capacità di un oggetto di fare lavoro e di trasferire calore. A sua volta, il lavoro corrisponde allo sforzo che deve essere fatto per spostare un oggetto o una sostanza su una certa distanza. Ma, come abbiamo detto all'inizio, l'energia è anche calore e, quindi, l'energia può essere definita anche come il flusso di calore che si muove da un oggetto o una sostanza calda a una più fredda.
Energia Può essere trovato in molte forme, come luce, calore, elettricità, energia chimica e/o energia meccanica. Quest'ultimo si basa sul movimento della materia ed è normalmente definito come la somma delle energie cinetiche e potenziali. Il flusso dell'acqua è un chiaro esempio di questa energia meccanica e poi vedremo in cosa consistono l'energia cinetica e l'energia potenziale dell'acqua.
Quali sono l'energia cinetica dell'acqua e l'energia potenziale?
Il Energia cinetica è l'energia associata a qualsiasi corpo in movimento. Per calcolare l'energia cinetica, si deve tener conto che il suo calcolo dipende sia dalla massa che dalla velocità del corpo. Pertanto, conoscendo questa definizione generale di energia cinetica, potremmo definire la energia cinetica dell'acqua come quell'energia che deriva dal suo movimento o flusso. Maggiore è il volume (e la massa) dell'acqua e maggiore è la sua velocità, maggiore è la sua energia cinetica.
Tuttavia, esiste un'altra forma di energia che è strettamente correlata all'energia cinetica, ed è la energia potenziale. Questa energia potenziale è semplicemente energia che può essere potenzialmente trasformata in un'altra forma di energia, normalmente cinetica. In altre parole, l'energia potenziale è quella che è immagazzinata in un corpo e può essere utilizzata.
Sebbene l'acqua abbia energia cinetica, c'è anche la energia potenziale dell'acqua. L'energia potenziale dell'acqua è quella immagazzinata in un corpo idrico e che si trasforma in energia cinetica quando inizia a fluire. L'energia potenziale dipende in larga misura dall'altezza, quindi quei corpi idrici che si trovano più in alto hanno un'energia potenziale maggiore. In questo modo, quei corpi d'acqua che si trovano nelle gole o che hanno la cataratta hanno un'energia potenziale maggiore e se l'acqua scorre anche un'energia cinetica maggiore.
Come funziona l'energia idraulica o potenziale e cinetica dell'acqua
Così abbiamo spiegato il energia cinetica dell'acqua può essere imbrigliato quando scorre o si muove. Di conseguenza, questa energia può essere utilizzata nell'esecuzione di processi come lo spostamento di una turbina. D'altra parte, per sfruttare la massima energia cinetica possibile, è necessaria anche la massima energia potenziale. Su questo principio si basa potenza idraulica e per questo è necessaria la costruzione di dighe. Dighe e bacini idrici consentono inoltre di immagazzinare acqua e quindi di renderla disponibile per il consumo e altre attività come l'agricoltura.
Per sfruttare al meglio la potenza idraulica Bisogna tenere conto di due fattori importanti:
- Il flusso.
- L'altezza della cascata.
Le dighe sono utilizzate per regolare il flusso a seconda del periodo dell'anno e anche per aumentare la cascata e quindi l'energia potenziale.
Per produrre energia elettrica, la diga viene aperta e parte dell'acqua immagazzinata viene fatta cadere, convertendo così l'energia potenziale in energia cinetica. L'acqua che cade aziona una turbina collegata a un generatore di energia elettrica. Si ottiene così che l'acqua che passa attraverso le turbine ad alta velocità provoca il movimento di rotazione delle turbine, generando elettricità. In questo modo si produce elettricità dall'energia cinetica (e potenziale) dell'acqua.
Ci sono altri modi per aumentare l'altezza della cascata. Uno di questi consiste nel deviare l'acqua del fiume attraverso un canale con una piccola pendenza (inferiore a quella del letto del fiume). Quindi, con questa tecnica si ottiene un dislivello maggiore tra il canale e il letto del fiume. D'altra parte, in molti paesi (soprattutto nei paesi in via di sviluppo) sono stati installati piccoli impianti, di bassa potenza, ma che consentono la produzione di energia elettrica sufficiente ad alimentare piccole regioni. È il caso della Cina o del Costa Rica, dove queste piccole dighe sono la principale fonte di elettricità. Questa forma miniaturizzata di energia idraulica è nota come energia mini-idraulica ed è considerato più rispettoso dell'ambiente.
In questo altro articolo di Green Ecologist parleremo di più su come funziona l'energia idraulica, in particolare su cos'è la mini energia idraulica e come funziona.
Potenza idraulica: vantaggi e svantaggi
L'energia idraulica ottenuta dall'energia cinetica dell'acqua e del potenziale presenta vantaggi e svantaggi, come tutte.
Vantaggi dell'energia idroelettrica
- È considerata un'energia rinnovabile e pulita.
- Produzione di energia molto stabile.
- Produzione flessibile grazie al flusso d'acqua.
- Energia sicura, a differenza di altre non rinnovabili, come l'energia nucleare.
Svantaggi dell'energia idroelettrica
- Dipende dalle piogge e dai disgeli, nonché dal fatto che non ci siano grandi siccità.
- I posti per la sua installazione sono limitati.
- Alto investimento iniziale.
- Ha un impatto ambientale, in particolare sul paesaggio.
In questo altro articolo sui vantaggi e gli svantaggi dell'energia idroelettrica parleremo di più su questo argomento.
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