La trasformazione energetica è il processo di trasformazione dell’energia da una forma all’altra. Questo processo avviene continuamente, sia nel mondo che all’interno delle persone. Quando le persone consumano cibo, il corpo utilizza l’energia chimica nei legami del cibo e la trasforma in energia meccanica, una nuova forma di energia chimica o energia termica. La trasformazione dell’energia è un concetto importante nell’applicazione delle scienze fisiche. La capacità dell’energia di essere trasformata automatizza, illumina, intrattiene e riscalda il mondo in una sbalorditiva moltitudine di modi.
Il concetto di trasformazione energetica può essere illustrato in una serie di attività comuni. Un motore, come il motore di un’auto, converte l’energia chimica del gas e dell’ossigeno nell’energia meccanica del movimento del motore. Una lampadina cambia l’energia chimica della lampadina in radiazione elettromagnetica o luce. I mulini a vento sfruttano l’energia del vento e la convertono in energia meccanica nel movimento delle pale della turbina, che viene poi convertita in energia elettrica. I pannelli solari trasformano la luce in elettricità.
La trasformazione dell’energia può essere spiegata anche in termini di energia potenziale, l’energia immagazzinata in un sistema, che può essere convertita in energia cinetica, l’energia del movimento. Ad esempio, si dice che un ottovolante seduto in cima a una collina abbia energia potenziale. Questa energia potenziale è gravitazionale, che si ottiene quando le montagne russe si spostano su per la collina. Una volta che il sottobicchiere inizia a scendere dalla collina, viene esercitata la forza di gravità e l’energia potenziale viene trasformata nell’energia cinetica dell’auto in movimento. Durante le trasformazioni energetiche, l’energia potenziale viene spesso trasformata in energia cinetica e di nuovo in energia potenziale.
Durante qualsiasi tipo di trasformazione energetica, parte dell’energia viene dispersa nell’ambiente. A causa di questa perdita, nessuna macchina è mai efficiente al 100%. Comunemente, una parte dell’energia persa durante la trasformazione dell’energia viene persa sotto forma di calore. Ciò può essere osservato in pratica osservando il calore emesso da un computer, un’auto o un altro tipo di macchina che è stata utilizzata per un periodo di tempo.
La capacità di una data macchina o sistema di convertire tra forme di energia è chiamata “efficienza di conversione energetica”. Tutti i sistemi hanno diverse efficienze di conversione dell’energia. Le turbine ad acqua, ad esempio, hanno un’efficienza di conversione dell’energia estremamente elevata di quasi il 90%, mentre i motori a combustione hanno un’efficienza di conversione dal 10% al 50%. L’ingegneria e la fisica sono costantemente alla ricerca di sistemi in grado di raggiungere un’elevata efficienza di conversione dell’energia.