L'energia potenziale è l'energia che viene immagazzinata, ma come viene immagazzinata dipende dal suo tipo, come l'energia chimica, fisica o elettrica. L'energia potenziale rimane immagazzinata fino a quando la situazione non cambia e l'energia potenziale viene rilasciata. Il rilascio può essere controllato e può svolgere un lavoro utile, oppure può essere improvviso e dannoso. Ogni volta che l'energia potenziale è presente in grandi quantità, la consapevolezza della quantità di energia potenziale e ciò che potrebbe innescare il suo rilascio è importante per la sicurezza e per evitare un rilascio incontrollato e distruttivo.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
L'energia potenziale è l'energia chimica, fisica, elettrica o di altro tipo immagazzinata che può essere rilasciata quando viene attivata. L'energia chimica è immagazzinata nei legami chimici e viene rilasciata durante le reazioni chimiche. L'energia fisica viene immagazzinata quando una massa viene mantenuta al di sopra del suo punto di riposo ad altezza zero o quando una struttura viene sollecitata o deformata. L'energia elettrica è immagazzinata in campi elettrici o magnetici e in accumuli di particelle cariche. Altri tipi di energia potenziale includono l'energia atomica e l'energia termica. Per ogni tipo di energia potenziale, ci sono applicazioni per lavori utili e trigger per rilascio distruttivo.
Energia potenziale chimica
In chimica, l'energia potenziale è immagazzinata nei legami chimici. Le reazioni chimiche possono liberare energia potenziale chimica e creare nuovi composti o produrre calore e luce. Le reazioni chimiche vengono utilizzate per alimentare macchine come i motori delle automobili o per riscaldare gli edifici bruciando combustibili. Gli esplosivi rilasciano anche energia chimica e possono essere costruttivi o distruttivi.
Energia potenziale fisica
L'energia potenziale in fisica è immagazzinata nell'energia gravitazionale o come energia elastica. L'energia gravitazionale è dovuta alla posizione elevata di un corpo che ha massa. Maggiore è la massa, maggiore è l'energia potenziale immagazzinata. Quando la massa viene rilasciata e cade, l'energia potenziale cambia in energia cinetica quando la massa aumenta di velocità. L'energia cinetica risultante può essere utile, ad esempio quando si piantano pali nel terreno, o pericolosa, come quando crolla un ponte.
L'energia elastica è immagazzinata nella deformazione di una struttura. Ad esempio, una molla ha una forma normale, ma quando viene compressa o allungata immagazzina energia potenziale. Quando viene rilasciata, l'energia potenziale può funzionare o causare danni. La molla in un orologio da polso non elettrico si deforma caricando l'orologio e l'energia potenziale alimenta l'orologio. Una fascia elastica immagazzina energia potenziale quando viene allungata, ma se si rompe o viene lasciata andare, l'energia potenziale può ferire.
Energia potenziale elettrica
Mentre le batterie producono elettricità, il processo alla base della potenza della batteria è una reazione chimica. La reazione crea uno squilibrio di elettroni che produce una carica elettrica attraverso i terminali della batteria. Di conseguenza, le batterie immagazzinano energia sia chimica che elettrica.
L'energia elettrica pura è immagazzinata nei campi elettrici dei condensatori. I piccoli condensatori aiutano il funzionamento dei circuiti elettronici e quelli più grandi si trovano nelle luci fluorescenti e in alcuni motori elettrici. Se un grande condensatore va in cortocircuito, l'energia potenziale viene rilasciata tutta in una volta e può causare un'esplosione o un incendio.
Altri tipi di energia potenziale
Altre forme di energia potenziale includono l'energia atomica e termica. Gli atomi di uranio immagazzinano energia nucleare che può essere rilasciata nelle reazioni di fissione atomica. Gli atomi di idrogeno immagazzinano l'energia nucleare che alimenta le reazioni di fusione come nel sole e nelle bombe all'idrogeno. Altri elementi possono immagazzinare energia potenziale nucleare che può essere rilasciata in reazioni non ancora scoperte o conosciute ma non utilizzate. Le reazioni di fissione alimentano i reattori nucleari ma possono essere utilizzate anche nelle bombe atomiche.
L'energia termica è l'energia di una sostanza come un gas in un contenitore. L'energia interna del gas è in realtà energia cinetica a livello molecolare perché la pressione del gas è causata dall'azione delle molecole di gas che rimbalzano contro le pareti del contenitore. È energia potenziale perché il gas nel contenitore ha immagazzinato energia che può funzionare quando il gas scorre in un altro contenitore con meno pressione. Se la pressione del gas è troppo alta, il contenitore può scoppiare, rilasciando tutta l'energia potenziale in una volta sola in un'esplosione.
L'energia potenziale è utile perché può essere conservata in deposito fino a quando non è necessaria o spostata dove è necessaria. In ogni caso esiste il pericolo di innescare un rilascio accidentale dell'energia potenziale. Di conseguenza, l'energia potenziale deve essere gestita con attenzione per garantire che adempia alla sua funzione prevista e non causi alcun danno.