L'energia e il lavoro (bozza)
In un paragrafo precedente abbiamo definito l’energia come capacità di produrre lavoro. La cosa funziona anche al contrario: il lavoro produce energia.
Un corpo che cade sente la forza di gravità lungo la caduta e siccome
forza x spostamento = lavoro
la forza di gravità compie del lavoro su di esso lungo la traiettoria.
Dove finisce questo lavoro? Nell’energia cinetica del corpo. In altre parole l’energia cinetica della macchina che cade dall’alto è uguale al lavoro fatto su di essa dalla forza di gravità.
Sembra abbastanza semplice. In fondo, la forza di gravità la sentiamo fisicamente, specie al mattino quando dobbiamo alzarci dal letto. Già, ma la forza della benzina dov’è? Come fa la benzina a spingere?
Col motore le cose non sono altrettanto intuitive: ci vuole un passaggio intermedio. Le molecole della benzina possiedono dell’energia chimica. Quando, attraverso una reazione chimica, la benzina brucia, le sue molecole si trasformano in altre che hanno un’energia chimica minore e la differenza finisce nel calore della fiamma.
Quando la benzina brucia in un cilindro, i gas infuocati si espandono spingendo il pistone che tappa il cilindro. In questo modo il calore della fiamma si trasforma nel movimento del pistone che, attraverso gli ingranaggi, viene poi trasferito alle ruote.
Da dove viene l’energia chimica che hanno le molecole? Dai legami elettrici che tengono insieme gli atomi che le formano.
Prima di cadere.
Per esempio, una molecola di CO2 sta insieme perché un atomo di Carbonio è tenuto unito a due atomi di Ossigeno dalle forze elettriche che agiscono tra i 3 nuclei positivi e i 22 elettroni che compongono la molecola.
È vero che le cariche elettriche opposte si attraggono, mentre quelle dello stesso segno si respingono, ma gli atomi riescono a combinarle in modo da formare una molecola stabile.
Tra loro, gli atomi sentono anche la forza di gravità (hanno massa e quindi si attraggono l'un l’altro), ma la forza gravitazionale è estremamente più piccola delle forze elettriche in gioco.
Riassumendo, fino adesso abbiamo conosciuto due forze fondamentali: quella di gravità e quella elettrica. Ce ne sono altre? Si, altre due: la nucleare forte e la nucleare debole, che agiscono all’interno dei nuclei degli atomi.
Queste quattro forze fondamentali sono le sole che conosciamo: tutto il lavoro del mondo lo devono fare loro. E non c’è forma d’energia che non provenga da una di loro.