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Lavoro Potenza ed Energia

Rubrica: Utilità di ingegneria

Titolo o argomento: Definizione di lavoro, potenza ed energia. Relazione tra le grandezze.

Ricevendo molte e-mail nelle quali tali concetti vengono frequentemente confusi tra loro o interpretati in modo non sempre esatto, ho pensato che potesse esser utile ai lettori questo articolo. Specie a tutti coloro che sono appassionati di ricerche “fai da te” e si cimentano in piccoli-grandi progetti, frutto del proprio genio creativo, nel garage di casa.

Lavoro

Si parla di lavoro tutte le volte che, applicando una forza (di qualsiasi tipo), si ottiene lo spostamento di un corpo. Se a tavola ti chiedono di passare il cesto del pane, tu compi un “lavoro” nel spostarlo da un punto all’altro della tavola stessa.

Il lavoro “L” è una grandezza scalare (vedi l’articolo: Grandezze scalari – Grandezze vettoriali) uguale al prodotto della forza applicata “F” per lo spostamento “s” misurato nella stessa direzione della forza. La relazione seguente esprime la diretta proporzionalità tra lavoro, forza e spostamento. L’unità di misura del lavoro è espressa in joule: 1 joule equivale al lavoro compiuto da una forza di 1 Newton per spostare un corpo di 1 metro. Pertanto 1 joule = 1 Nm.

L = F · s

L (J) = F (N) · s (m)

Potenza

Il lavoro che compie una forza non dipende dal tempo impiegato, tuttavia è utile sapere il tempo che si impiega per effettuare un determinato lavoro. La maggiore o minore rapidità di una forza nel fare un certo lavoro si esprime con un’altra importante grandezza: la potenza.

La potenza “P” è il rapporto tra il lavoro compiuto “L” ed il tempo “t” impiegato nel compierlo. L’unità di misura della potenza è espressa in watt: 1 watt equivale alla potenza che è capace di esprimere il lavoro di 1 joule in 1 secondo. Pertanto 1 watt = 1 J/s.

P = L / t

P (W) = L (J) / t (s)

Energia

L’energia è la proprietà posseduta da qualsiasi corpo che è in grado di compiere un lavoro. Movimento, calore, suono, luce, elettricità, magnetismo, ecc., sono fenomeni capaci di produrre lavoro e quindi misurabili in termini di energia. L’energia può essere di tipo potenziale “Ep” (immagina ad esempio una pallina ferma sulla sommità di un tavolo, se un’azione la muove oltre l’orlo essa cade a terra compiendo un lavoro – oppure immagina una molla compressa in una scatola, è ferma eppure se apri la scatola si estende compiendo un lavoro), oppure può essere cinetica “Ec” (corpi in movimento, come ad esempio una pallina che si muove lungo un piano, o un pallone calciato, possiedono energia cinetica – dal greco kinesis = movimento). Come per il lavoro l’unità di misura dell’energia è espressa in joule.

Ep = m · g · h

Ep (J) = m (kg) · g (m/s2) · h (m)

Ec = (m · v2) / 2

Ec (J) = (m (kg) · v2 (m2/s2)) / 2

Lavoro Potenza Energia

Mettendo in relazione “forza e spostamento” ci addentriamo nel concetto di lavoro.
Se consideriamo anche il “tempo” possiamo esprimere il concetto di potenza.
Infine se consideriamo la “capacità di un corpo di compiere lavoro” allora parliamo di energia.
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Sicurezza, igiene, rumori, energia e salute in casa

La casa è lo spazio dove maggiormente deve essere salvaguardata la salute e il benessere dell’uomo. Una casa sana è dunque amica dell’uomo. Ma spesso si confonde il concetto di casa sana con quello di casa costruita con materiali naturali. Senza nulla togliere allo spirito poetico di chi desidera abitare in una casa completamente “ecologica”, ma cercando di essere concreti, analizziamo il problema, esaminandone i vari aspetti:

• La purezza dell’aria;

• L’igiene ambientale;

• La sicurezza al fuoco;

• La sicurezza degli impianti;

• Il rumore;

• La nocività dei materiali impiegati nel costruire;

• La nocività dei materiali impiegati in casa;

• L’energia e la protezione dell’ambiente esterno.

• Il ciclo di vita dei prodotti.

Alcuni organismi e associazioni si occupano esplicitamente del problema e rilasciano attestazioni di conformità.

E’ la concentrazione degli inquinanti il vero pericolo in casa.

Per mantenere bassa e quindi non pericolosa la concentrazione, si può intervenire riducendone le immissioni; utilizzando cioè materiali meno inquinanti. Per fare questo conviene esaminare quale è il contributo percentuale degli inquinanti comunemente presenti nelle case. In ogni caso la ventilazione è il modo per ridurre la concentrazione.

Può avvenire:

  • naturalmente, attraverso gli spifferi e l’apertura saltuaria delle finestre (20% del fabbisogno necessario)

  • attraverso la traspirazione dei muri (3% del fabbisogno)

Nè la traspirazione nè l’apertura dei serramenti possono fornire una adeguata ventilazione.

Solo con sistemi specifici (impianto di ventilazione continua a tiraggio naturale o meccanico) si può sopperire al fabbisogno d’aria.

Necessità di arieggiare gli ambienti

La ventilazione degli ambienti è necessaria per un ambiente sano: in primo luogo

serve per rifornire di ossigeno la respirazione umana, e ridurre la concentrazione di

CO2. Con l’aria esterna si può diluire tale concentrazione.

Evitare il ricircolo dei microrganismi

Una buona prassi è evitare di ricircolare ciò che viene aspirato con i comuni aspirapolveri e rimesso in circolazione nell’aria. Bisognerebbe effettuare le pulizie a finestre aperte oppure disporre di filtri adeguati sull’apparecchio o meglio ancora installare un sistema di aspirazione centralizzata che espella all’esterno l’aria aspirata.

La pulizia degli impianti

Ricordarsi di controllare la pulizia degli impianti di ventilazione, le condotte d’aria, i termosifoni e i ventilconvettori.