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I COMBUSTIBILI

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I COMBUSTIBILI

I combustibili sono sostanze chimiche ricche di carbonio che liberano energia chimica sotto forma di calore

LA COMBUSTIONE

Il calore dei combustibili si sprigiona con la combustione, una reazione chimica che si sviluppa con la presenza di un comburente.I prodotti della combustione sono l'energia termica fumi e residui solidi

POTERE CALORIFICO

Ogni combustibile ha un potere specifico, che misura la quantità di calore rilasciata per kg durante la combustione, espressa in kilojoule per kilogrammo (kJ/kg). I combustibili migliori sono quelli che producono più calore a parità di peso.

I COMBUSTIBILI FOSSILI

Sono definiti fossili i combustibili che si sono formati in milioni di anni dalla decomposizione di sostanze organiche vegetali e animali sottoterra

stato gassoso

I combustibili fossili si ritrovano suddivisi in tre grandi categorie

I COMBUSTIBILI FOSSILI

stato solido

stato liquido

CARBONE

Il carbone si è formato circa 345 milioni di anni fa in un clima caldo e umido. Dopo che gli alberi morivano per inondazioni, si accumulavano strati di legname non degradati, protetti dalla mancanza di funghi e batteri. Questi strati venivano coperti da sedimenti, che, esercitando pressione e creando un ambiente privo di ossigeno, favorivano la formazione del carbone.

antracite

CARBONE

lignite

litantrace

torba

Una volta estratto, il carbone deve essere portato nei centri di stoccaggio o negli impianti di utilizzo. Se le distanze sono brevi si usano camion altrimenti si usano navi carboniere o treni

trasporto

estrazione

Il carbone si trova in genere in profondità, disposto in strati chiamati vene carbonifere, si procede con la sua estrazione, che può avvenire in miniere a cielo aperto o sotterranee. In passato l'estrazione veniva effettuata a mano con picconi invece oggi si usano apparecchiature moderne che facilitano lo scavo.

NAVE CARBONIERA

MINIERE DI CARBONE

carbon coke

Il carbon coke è un carbone artificiale ottenuto dalla distillazione del litantrace ad alte temperature e in assenza d'ossigeno

PETROLIO

Il petrolio è un combustibile fossile che si presenta alla forma liquida ed è molto prezioso per l'economia delle società moderne

FORMAZIONE

Si forma sotto la superficie terrestre per decomposizione di organismi marini e di piante che crescono sui fondali oceanici.

Le riserve di petrolio nel mondo

Le riserve di petrolio nel mondo La maggior parte dei giacimenti petroliferi presenti sulla Terra concentrata in aree ristrette: in Medio Oriente, Nord Africa, Russia Americhe.

Il petrolio viene estratto tramite una torre di perforazione con un’asta rotante lubrificata da fango. Il greggio risale per pressione naturale o con l’uso di acqua e pompe. Un sistema di valvole regola l’uscita.

impianto di estrazione

il trasporto

Il petrolio greggio estratto deve essere lavorato in centri specifici e trasportato dal luogo di produzione a quello di consumo, i metodi di trasporto principali sono le petroliere, gli oleodotti e le autocisterne o i vagoni cisterna

TRASFORMAZIONE

il petrolio estratto viene trasportato nelle raffinerie per essere trasformato in prodotti diversi (distillazione frazionata) e viene effettuato nella torre di distillazione

la torre di frazionamento

La torre è divisa in una serie di elementi chiamati piatti e campanelle che formano dei piani mantenuti a temperature diverse

I PRODOTTI DERIVATI

GAS NATURALE

Il gas naturale è un combustibile fossile che durante la combustione emette anidride carbonica, acqua e basse quantità di altre sostanze inquinanti. Ha un alto potere calorifico e da basse emissioni di sostanze inquinanti durante la sua combustione

GAS NATURALE

il principale idrocarburo che si trova nel gas naturale è il metano, il più semplice dal punto di vista molecolare. Associati a questo si trovano in percentuali minori idrocarburi più pesanti e complessi come l'etano, il propano e il butano

il suo trasporto avviene per mezzo di navi metaniere o grazie alla rete di distrubuzione formato da gasdotti o metadotti e prima deve essere raffreddato raggiungendo 160 gradi sotto 0

il trasporto

ilil

L'USO DEL METANO

il metano è usato:- a uso domestico- nei trasporti come carburante - nell'industria come combustibile- nelle centrali per la produzione di energia elettrica

i combustibili gassosi artificiali

i combustibili gassosi artificiali sono miscele costituite da combustibile naturale e una parte artificiale, sono altamenti infiammabili e pericolosi.I principali sono:-gas di petrolio liquefatti- gas di città-acetilene

i combustibili nucleari

i combustibili nucleari non sono dei veri e propri combustibili perchè non vengono sotto a combustione e sono elementi radioattivi

LE CENTRALI ELETTRICHE

Le centrali elettriche sono impianti su scala industriale che producono abbondanti flussi di elettricità, consegnati poi ai luoghi di utilizzo attraverso una fitta rete di distribuzione.

ENERGIA ELETTRICA

L’energia elettrica un’energia secondaria, presente in natura sotto forma di fulmini, ma non immagazzinabile; deve essere perciò generata attraverso processi di trasformazione delle fonti di energia primaria oggi disponibili.

I COMPONENTI DI UNA CENTRALE

L’energia cinetica della fonte viene usata per azionare una turbina attraverso un albero rotante, la girante trasmette il movimento un alternatore

I COMPONENTI

Le centrali elettriche sono classificate in base alla fonte primaria di energia che sfruttano, quindi esauribile oppure rinnovabile. Quelle che fanno uso di fonti esauribili sono: -le centrali termoelettriche-le centrali termonucleari

TRASMISSIONE E DISTIBUZIONE

La trasmissione avviene attraverso una fitta rete di elettrodotti ad alta tensione che comprendono sia linee aeree su alti tralicci metallici sia linee interrate (cavidotti).

Nelle centrali termoelettriche l’energia elettrica prodotta grazie al calore fornito dalla combustione delle fonti energetiche utilizzate.

centrali termoelettriche

L’energia termica sviluppata dai combustibili viene usata per trasformare l’acqua liquida in vapore pressione temperatura elevate.

FUNZIONAMENTO