Quali trasformazioni energetiche avvengono in un'auto?

Un’auto subisce diverse trasformazioni energetiche durante il suo funzionamento:

1. Energia chimica in energia termica: Quando giri la chiave o premi il pulsante di accensione, il motorino di avviamento dell'auto innesta il volano, che fa girare l'albero motore. Questo movimento meccanico fa sì che i pistoni si muovano su e giù all'interno dei cilindri del motore. Quando i pistoni si muovono, comprimono una miscela di aria e carburante (solitamente benzina) all'interno dei cilindri. Questa compressione genera calore, aumentando la temperatura della miscela aria-carburante. Questa è la conversione dell'energia chimica immagazzinata nel combustibile in energia termica.

2. Energia termica in energia meccanica: La miscela aria compressa-carburante viene quindi accesa da una candela, creando un'esplosione controllata all'interno del cilindro. Questa esplosione genera un'enorme pressione ed espande rapidamente i gas caldi, spingendo i pistoni verso il basso con grande forza. Il movimento alternativo dei pistoni viene poi convertito in movimento rotatorio dall'albero motore. Questa è la conversione dell'energia termica rilasciata dalla combustione del carburante in energia meccanica.

3. Energia meccanica in energia cinetica: L'albero motore rotante trasmette l'energia meccanica alla trasmissione dell'auto. La trasmissione è costituita da una serie di ingranaggi che possono essere cambiati per modificare il rapporto di trasmissione tra il motore e le ruote. Ciò consente all'auto di funzionare a velocità diverse e superare diversi livelli di resistenza. La trasmissione trasferisce l'energia di rotazione dal motore alle ruote, facendole girare. Quando le ruote girano, l'energia cinetica dell'auto aumenta.

4. Energia cinetica in energia termica (frenata): Quando si applicano i freni, le pastiglie dei freni sfregano contro i dischi o i tamburi dei freni fissati alle ruote, riconvertendo l'energia cinetica dell'auto in energia termica. Questo viene dissipato sotto forma di calore.

5. Energia elettrica in energia meccanica (auto elettriche): Nelle auto elettriche, il motore elettrico converte l'energia elettrica immagazzinata nella batteria dell'auto in energia meccanica, facendo girare le ruote. L'energia di rotazione del motore elettrico viene trasmessa direttamente alle ruote senza la necessità di una trasmissione.

6. Frenata rigenerativa (auto elettriche): Durante la frenata nelle auto elettriche, il motore elettrico può funzionare in retromarcia come un generatore, convertendo l'energia cinetica dell'auto in energia elettrica. Questa energia viene poi immagazzinata nella batteria, aumentandone il livello di carica.

Queste trasformazioni energetiche sono essenziali per il funzionamento di un’auto, consentendole di muoversi, accelerare, decelerare e fermarsi.