Energia
L'energia � definita come la capacità di un sistema di compiere lavoro. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale, per l'energia e il lavoro � il joule (simbolo: J), chiamata così in onore di James Prescott Joule e dei suoi esperimenti sull'equivalente meccanico del calore. 1 joule equivale a 1 newton metro, e in termini di unità base SI, 1 J � pari a 1 kg × m2 × s-2. (In unità cgs l'unità base � l'erg ovvero 1 g × cmm2 × s-2.)Dal punto di vista della fisica, ogni sistema fisico contiene (o immagazzina) un determinato quantitativo, di una proprietà scalare continua, chiamata energia; per determinare la quantità di energia di un sistema si devono sommare una serie di equazioni specifiche, ognuna delle quali � designata a quantificare l'energia conservata in un determinato modo. Non esiste una maniera uniforme di visualizzare l'energia; � meglio pensarla come una quantità astratta, utile per fare delle previsioni.
Il primo tipo di previsioni che l'energia permette di fare, sono legate a quanto lavoro un sistema � in grado di compiere. Svolgere un lavoro richiede energia, e quindi la quantità di energia presente in un sistema, limita la quantità massima di lavoro che detto sistema può svolgere. Nel caso unidimensionale, l'applicazione di una forza per una distanza, richiede un'energia di ∫ f(x) dx, dove f(x) da la quantità di forza applicata come funzione della distanza percorsa.
Si noti, comunque, che non tutta l'energia di un sistema � immagazzinata in forma utilizzabile; quindi, in pratica, la quantità di energia di un sistema, disponibile per produrre lavoro, può essere molto meno di quella totale del sistema.
L'energia permette anche di fare altre previsioni. Ad esempio, se assumiamo di essere in un sistema chiuso (ovvero un sistema nel quale vige la conservazione dell'energia), possiamo prevedere quanto velocemente si muoverà un determinato corpo a riposo, se una determinata quantità di calore viene completamente trasformata in movimento di quel corpo. Similarmente, sarà possibile anche prevedere quanto calore si può ottenere spezzando determinati legami chimici.
Il teorema di Noether correla la conservazione dell'energia all'invarianza temporale delle leggi fisiche.
L'energia esiste in varie forme, ognuna delle quali possiede una propria equazione dell'energia. Alcune delle pi� comuni forme di energia sono elencate di seguto.
- Energia meccanica
- Energia cinetica
- Energia termica
- Energia elettrica
- Radiazione elettromagnetica
- Energia chimica
- Energia nucleare
- Energia potenziale
- Energia libera
- Massa
- Chimica
- Termodinamica
- Conservazione dell'energia
- Entropia
- Entalpia
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