La parola energia [IT] [ENG] [FR]; [ES] fa pensare subito a: calore, luce, movimento, elettricità, il "fare forza" per ottenere un risultato, tutte cose di cui abbiamo un'esperienza, per così dire, diretta e "corporea" quotidiana. Da queste esperienze segue che l'energia è presente in natura in molte e varie forme: meccanica, termica, cinetica, elettrica, chimica, ecc. [FR]

L’energia è quindi una proprietà che ha la materia, che si presenta sotto diverse forme e che si può trasmettere sia da un corpo ad un altro (per contatto, conduzione) che a distanza (irraggiamento).

Percorso didattico

Si invitano i ragazzi a riflettere su alcune parole chiave o modi di dire derivati dall’esperienza: “bruciare energia” o “essere pieni (o privi) di energia”? Perché si dice così? [ENG]

Domande-chiave: Che cos’è il “fabbisogno energetico” di una nazione, di un’industria? In quanti e quali contesti si sente parlare di energia?

Per esempio: l’energia elettrica illumina le strade cittadine o permette di azionare i macchinari nelle fabbriche. L'energia elettrica può essere prodotta n vari modi differenti: bruciando il petrolio nelle centrali termoelettriche, oppure sfruttando la forza del vento nelle centrali eoliche o ancora con la fissione dell'atomo in quelle nucleari; ma alla fine, qualunque sia il modo di produzione, la forma di energia prodotta è sempre quella elettrica che permette di accendere una lampadina

Quindi l’energia può essere prodotta ed essere trasformata.

Caratteristiche dell'energia

Il semplice esempio precedente può servire da "attacco" alle proprietà dell’energia e le sue caratteristiche che possono essere introdotte agli allievi tramite un esempio pratico. [ENG]L'energia presenta le seguenti caratteristiche (che l'insegnante può far elencare agli allievi):

a) ha diverse forme [ENG]

b) [IT] si trasferisce: occorre sempre che ci sia qualche interazione perché il trasferimento avvenga. Tipicamente l'interazione avviene "per contatto" per esempio due oggetti che si urtano, ma vi sono anche meccanismi di trasferimento a distanza come l'irraggiamento:la radiazione viaggia anche nello spazio vuoto ed a grandi distanze; così il Sole illumina e scalda il nostro pianeta.

c) si immagazzina: l'energia può essere accumulata e quindi utilizzata quando serve. L'energia, resta immagazzinata e si "accumula" nel sistema che l'ha accolta, se questo è isolato, essendo una variabile di stato (l'energia in un sistema isolato si conserva). Fonti importanti di energia sono i combustibili fossili, come il petrolio ed il carbone, oppure organici come il legno, ma sono magazzini di energia anche una diga che trattiene un fiume, o una nuvola carica di pioggia.

d) si conserva

e) si degrada. In ogni passaggio di energia "se ne perde un pò", come espresso dal secondo Principio della termodinamica [IT]; [IT2] ; [FR] ; [ENG]; [ES] ; questo concetto è legato all'irreversibilità dei processi naturali (non posso ritornare ad avere un ciocco di legno a partire dalla cenere anche fornendogli la stessa quantità di energia che è stata emessa bruciandolo).

f) vi sono sempre dei "costi energetici" nella trasformazione da una forma di energia ad un'altra. Le caratteristiche dell'energia elencate possono essere evidenziate mediante esempio pratico nel quale vengono valutati i costi (e quindi l'efficienza) delle trasformazioni energetiche.