Domande aperte energetica | Exercises Environmental Engineering

Che cosa si intende per generazione distribuita? Elencarne vantaggi e svantaggi. Si intende una produzione di energia fatta da tanti piccoli generatori. Come

vantaggi si hanno: minori perdite di trasmissione poiché si consuma vicino alla produzione; Autonomia energetica degli utenti; migliore integrazione di sistemi

che sfruttano fonti rinnovabili; fra gli svantaggi ci sono: complessità di gestione della rete che deve interagire in modo bidirezionale con dispositivi di diversa

tipologia; riduzione delle prestazioni energetiche dei dispositivi di conversione.

Che cos’è il carbone e da cosa è composto? Con il termine carbone si designa il minerale costituito da resti vegetali fossili che ha la proprietà di bruciare

facilmente (combustione fossile). Esso è composto da carbonio, idrogeno, ossigeno e piccole quantità di azoto e zolfo. I carboni fossili si distinguono in torba,

lignite, litantrace e antracite.

Che cos’è il gas naturale e da cosa è composto? Il gas naturale è comunemente chiamato metano perché è principalmente composto da esso. Può contenere in

misura minore etano, propano, butano azoto anidride carbonica idrogeno solforato ed altri. Il metano puro è inodore incolore e non tossico.

Che cos’è il gas naturale liquefatto e quali sono le sue proprietà? Il GNL si ottiene sottoponendo il gas naturale dopo opportuni trattamenti di depurazione,

disidratazione e successive fasi di raffreddamento e condensazione. Avendo una temperatura di ebollizione di 111,7°K, al raggiungimento di tale temperatura

è possibile avere il gas liquido con una riduzione di volume di circa 600volte. In questa forma è trasportabile in serbatoi criogenici.

Che cos’è il petrolio e da cosa è composto? Il petrolio greggio si presenta come un liquido viscoso, esso è costituito da una miscela di idrocarburi che contiene

anche una piccola percentuale di sostanze diverse come acqua, composti ossigenati, azotati, solforati e impurità come la sabbia. Dalla sua raffinazione, ad

esempio la distillazione frazionata, vengono ricavati i suoi derivati tra cui: metano, propano, butano, benzina, cherosene e gasolio.

Che differenza c’è tra fissione e fusione nucleare? Riportare qualche esempio di reazione: la fissione è la divisione di un nucleo pesante, mentre la fusione è al

contrario la combinazione di nuclei leggeri. Esempio di fissione nucleare includono la fissione dell’uranio 235 in un reattore nucleare dove un neutrone colpisce

il nucleo di uranio dividendolo in nuclei più piccoli come bario e kripton e rilasciando altri neutroni possono innescare altre reazioni di fissione. Un esempio di

fusione nucleare è la fusione dell’idrogeno in elio nel sole.

Che differenza c’è tra reattori BWR e PWR? I reattori BWR sono reattori a ciclo diretto dove il fluido refrigerante è a contatto con il combustibile nucleare ed è

quindi radioattivo perciò, tutti i componenti dell’impianto devono avere una perfetta tenuta. I reattori PWR sono reattori a ciclo indiretto dove il fluido

refrigerante che attraversa il reattore cede il calore acquisito ad uno scambiatore generatore di vapore, pertanto l’acqua che provvede al raffreddamento non è

radioattiva.

Come sono definiti il TEP e il TEC? Le fonti primarie sono valutate in termini di tonnellate di petrolio equivalenti (TEP), 1 TEP =10^7kcal. Allo stesso modo il TEC

(tonnellata di carbon fossile equivalente) è approssimata a 1 tec=7*10^6kcal= 0,7 tep

Definire che cosa si intende per microgenerazione, quando e come si realizza ed i relativi vantaggi e svantaggi. Si intendono sistemi di cogenerazione di

piccolissima taglia, è un’estensione del concetto di cogenerazione applicata a singole abitazioni o piccoli edifici, producono principalmente calore generando

elettricità. I vantaggi sono: minori perdite di trasmissione; minori inefficienze per funzionamenti a carichi parziali; autonomia energetica degli utenti; migliore

integrazione con sistemi che sfruttano le rinnovabili; contenimento delle criticità relative all’accettabilità sociale di impianti di grande taglia. Gli svantaggi

sono: complessità di gestione delle reti elettriche; riduzione delle prestazioni energetiche del dispositivo di conversione.

Descrivere come si può estrarre l’energia dal moto ondoso: si estrae utilizzando convertitori che trasformano il movimento delle onde in energia meccanica o

elettrica, come boe galleggianti, dispositivi a tracimazione, zattere articolate, dispositivi a colonna d’acqua oscillante, dispositivi a galleggiamento controllato o

turbine sottomarine.

Definire cosa si intende per elemento isotopo e descrivere gli isotopi dell’atomo di idrogeno. Gli isotopi di un elemento sono tutti gli atomi di uno stesso

elemento in cui il numero di protoni è diverso dal numero di neutroni. Questa condizione non altera le proprietà chimiche dell’atomo. L’idrogeno ha due isotopi

che presentano uno o due neutroni in più nel nucleo, chiamati deuterio e trizio

Definire cosa si intende per fonte rinnovabile e descriverne le varie tipologie: una fonte rinnovabile è una fonte di energia che si rigenera naturalmente in un

lasso di tempo relativamente breve rendendola virtualmente inesauribile. Possono essere energia solare, idraulica e eolica

Definire i numeri di ottano e cetano. Il numero di ottano n è definito come il parametro che definisce il potere antidetonante delle benzine, costituite da una

miscela di n/100 parti di isoottano e da 100-n parti n-eptano. Il numero di cetano n è definito come il parametro che definisce la capacità di autoaccensione di

una miscela costituita n/100 parti di cetano e da 100-n parti di a-metilnaftalene.

Definire il concetto di rifiuto e descrivere i processi di riciclaggio e recupero energetico da rifiuto. Si definisce rifiuto qualsiasi sostanza ad oggetto, derivante da

attività umana o cicli naturali, abbandonato o destinato all’abbandono. Per processi di riciclaggio si intendono: riutilizzo e riciclaggio totale o parziale dei

materiali con collocamento in discarica nelle parti non riciclabili e combustione con recupero di energia. Il riciclaggio consiste nella separazione delle diverse

tipologie dei materiali, ferrosi, sostanze organiche, vetro, carta, plastica, tessuti, legno. Esso può avvenire attraverso la raccolta differenziata o attraverso

sistemi automatici di smaltimento che utilizzano magneti per il recupero dei materiali ferrosi e sistemi ad aria, a gravità per la separazione degli altri materiali.

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 Che cosa si intende per generazione distribuita? Elencarne vantaggi e svantaggi. Si intende una produzione di energia fatta da tanti piccoli generatori. Come vantaggi si hanno: minori perdite di trasmissione poiché si consuma vicino alla produzione; Autonomia energetica degli utenti; migliore integrazione di sistemi che sfruttano fonti rinnovabili; fra gli svantaggi ci sono: complessità di gestione della rete che deve interagire in modo bidirezionale con dispositivi di diversa tipologia; riduzione delle prestazioni energetiche dei dispositivi di conversione.  Che cos’è il carbone e da cosa è composto? Con il termine carbone si designa il minerale costituito da resti vegetali fossili che ha la proprietà di bruciare facilmente (combustione fossile). Esso è composto da carbonio, idrogeno, ossigeno e piccole quantità di azoto e zolfo. I carboni fossili si distinguono in torba, lignite, litantrace e antracite.  Che cos’è il gas naturale e da cosa è composto? Il gas naturale è comunemente chiamato metano perché è principalmente composto da esso. Può contenere in misura minore etano, propano, butano azoto anidride carbonica idrogeno solforato ed altri. Il metano puro è inodore incolore e non tossico.  Che cos’è il gas naturale liquefatto e quali sono le sue proprietà? Il GNL si ottiene sottoponendo il gas naturale dopo opportuni trattamenti di depurazione, disidratazione e successive fasi di raffreddamento e condensazione. Avendo una temperatura di ebollizione di 111,7°K, al raggiungimento di tale temperatura è possibile avere il gas liquido con una riduzione di volume di circa 600volte. In questa forma è trasportabile in serbatoi criogenici.  Che cos’è il petrolio e da cosa è composto? Il petrolio greggio si presenta come un liquido viscoso, esso è costituito da una miscela di idrocarburi che contiene anche una piccola percentuale di sostanze diverse come acqua, composti ossigenati, azotati, solforati e impurità come la sabbia. Dalla sua raffinazione, ad esempio la distillazione frazionata, vengono ricavati i suoi derivati tra cui: metano, propano, butano, benzina, cherosene e gasolio.  Che differenza c’è tra fissione e fusione nucleare? Riportare qualche esempio di reazione: la fissione è la divisione di un nucleo pesante, mentre la fusione è al contrario la combinazione di nuclei leggeri. Esempio di fissione nucleare includono la fissione dell’uranio 235 in un reattore nucleare dove un neutrone colpisce il nucleo di uranio dividendolo in nuclei più piccoli come bario e kripton e rilasciando altri neutroni possono innescare altre reazioni di fissione. Un esempio di fusione nucleare è la fusione dell’idrogeno in elio nel sole.  Che differenza c’è tra reattori BWR e PWR? I reattori BWR sono reattori a ciclo diretto dove il fluido refrigerante è a contatto con il combustibile nucleare ed è quindi radioattivo perciò, tutti i componenti dell’impianto devono avere una perfetta tenuta. I reattori PWR sono reattori a ciclo indiretto dove il fluido refrigerante che attraversa il reattore cede il calore acquisito ad uno scambiatore generatore di vapore, pertanto l’acqua che provvede al raffreddamento non è radioattiva.  Come sono definiti il TEP e il TEC? Le fonti primarie sono valutate in termini di tonnellate di petrolio equivalenti (TEP), 1 TEP =10^7kcal. Allo stesso modo il TEC (tonnellata di carbon fossile equivalente) è approssimata a 1 tec=7*10^6kcal= 0,7 tep  Definire che cosa si intende per microgenerazione, quando e come si realizza ed i relativi vantaggi e svantaggi. Si intendono sistemi di cogenerazione di piccolissima taglia, è un’estensione del concetto di cogenerazione applicata a singole abitazioni o piccoli edifici, producono principalmente calore generando elettricità. I vantaggi sono: minori perdite di trasmissione; minori inefficienze per funzionamenti a carichi parziali; autonomia energetica degli utenti; migliore integrazione con sistemi che sfruttano le rinnovabili; contenimento delle criticità relative all’accettabilità sociale di impianti di grande taglia. Gli svantaggi sono: complessità di gestione delle reti elettriche; riduzione delle prestazioni energetiche del dispositivo di conversione.  Descrivere come si può estrarre l’energia dal moto ondoso: si estrae utilizzando convertitori che trasformano il movimento delle onde in energia meccanica o elettrica, come boe galleggianti, dispositivi a tracimazione, zattere articolate, dispositivi a colonna d’acqua oscillante, dispositivi a galleggiamento controllato o turbine sottomarine.  Definire cosa si intende per elemento isotopo e descrivere gli isotopi dell’atomo di idrogeno. Gli isotopi di un elemento sono tutti gli atomi di uno stesso elemento in cui il numero di protoni è diverso dal numero di neutroni. Questa condizione non altera le proprietà chimiche dell’atomo. L’idrogeno ha due isotopi che presentano uno o due neutroni in più nel nucleo, chiamati deuterio e trizio  Definire cosa si intende per fonte rinnovabile e descriverne le varie tipologie: una fonte rinnovabile è una fonte di energia che si rigenera naturalmente in un lasso di tempo relativamente breve rendendola virtualmente inesauribile. Possono essere energia solare, idraulica e eolica  Definire i numeri di ottano e cetano. Il numero di ottano n è definito come il parametro che definisce il potere antidetonante delle benzine, costituite da una miscela di n/100 parti di isoottano e da 100-n parti n-eptano. Il numero di cetano n è definito come il parametro che definisce la capacità di autoaccensione di una miscela costituita n/100 parti di cetano e da 100-n parti di a-metilnaftalene.  Definire il concetto di rifiuto e descrivere i processi di riciclaggio e recupero energetico da rifiuto. Si definisce rifiuto qualsiasi sostanza ad oggetto, derivante da attività umana o cicli naturali, abbandonato o destinato all’abbandono. Per processi di riciclaggio si intendono: riutilizzo e riciclaggio totale o parziale dei materiali con collocamento in discarica nelle parti non riciclabili e combustione con recupero di energia. Il riciclaggio consiste nella separazione delle diverse tipologie dei materiali, ferrosi, sostanze organiche, vetro, carta, plastica, tessuti, legno. Esso può avvenire attraverso la raccolta differenziata o attraverso sistemi automatici di smaltimento che utilizzano magneti per il recupero dei materiali ferrosi e sistemi ad aria, a gravità per la separazione degli altri materiali.

I prodotti come la carta, plastica e tessuti che sono rimasti a lungo tempo con materiali organici putrescibili e tutta la frazione secca che può bruciare viene trasformata in combustibile solido.  Definire il risparmio energetico ed elencare i possibili interventi per ottenerlo: è definito come l’insieme delle azioni tecnologiche e finanziarie in grado di garantire la stessa qualità di servizi agli utenti con utilizzo migliore delle risorse energetiche. I possibili interventi per ottenerlo sono: utilizzo di lampade al led; elettrodomestici di classe A, utilizzo di accorgimenti negli impianti di riscaldamento e condizionamento come valvole termostatiche, isolamento termico delle pareti degli immobili, utilizzo di infissi a taglio termico.  Definire la cogenerazione, spiegare quando è realizzabile e le sue implicazioni termodinamiche. La cogenerazione è un processo che produce simultaneamente energia elettrica (o meccanica) e calore utile da un'unica fonte di energia primaria. È realizzabile quando vi è una domanda contemporanea di energia elettrica e termica, come in contesti industriali, commerciali o residenziali con elevato fabbisogno di calore per processi produttivi.  Definire le fonti di energia primaria e secondaria: le fonti di energia primaria sono disponibili in natura e possono essere di tipo termico (nucleare, solare, chimica), potenziale gravitazionale e cinetica. Le fonti di energia secondaria sono frutto di trasformazioni di fonti primarie.  Descrivere come avviene lo smaltimento dei sistemi fotovoltaici: vengono incenerite le parti sintetiche quali EVA, colla del quadro e fondo in plastica. Successivamente vengono triturati e sottoposti a separazione gravitazionale, chiamata separazione balistica. La fase successiva chiamata etching che consiste nella rimozione mediante attacco chimico delle metallizzazioni, del rivestimento traslucido e dello strato dopato delle celle.  Descrivere e rappresentare un sistema fotovoltaico a concentrazione. Utilizza lenti o specchi per concentrare la luce solare su celle fotovoltaiche ad alta efficienza, aumentando la quantità di energia prodotta. È composto da un concentratore solare, celle fotovoltaiche, un sistema di inseguimento solare e un sistema di raffreddamento.  Descrivere i componenti principali di un sistema geotermico: la sorgente di calore che può essere un’intrusione magmatica ad alta temperatura, o a bassa temperatura, il serbatoio che è un complesso di rocce calde permeabili nel quale i fluidi possono circolare assorbendo il calore e il fluido geotermico che è il mezzo che trasporta il calore, nella maggior parte dei casi è acqua meteorica in fase liquida o vapore  Descrivere i processi termochimici e biochimici di conversione in energia delle biomasse. I processi termochimici (combustione, pirolisi, gassificazione) utilizzano il calore per convertire la biomassa, mentre i processi biochimici (fermentazione alcolica, digestione anaerobica, produzione di biodiesel) utilizzano microorganismi o enzimi.  Descrivere i vari tipi di combustione e trasformazione del carbone. La combustione del carbone comporta modalità diverse a seconda della pezzatura, combustione su griglia (dimensioni comprese tra i 3 e i 5cm), combustione in bruciatori (dimensioni inferiori a 1mm), e combustione a letto fluido.  Descrivere il funzionamento di un ciclo combinato. Nei cicli combinati il calore dei gas di scarico di un ciclo che opera ad alta temperatura viene utilizzato da un altro ciclo che opera a bassa temperatura. I cicli combinati utilizzano una turbina a gas nella zona ad alta temperatura e una turbina a vapore nella zona a bassa temperatura. Il trasferimento di energia tra i due cicli avviene per mezzo di un generatore di vapore installato sullo scarico dei fumi della turbina a gas. Il rendimento globale nei cicli combinati supera il 50% η= Pg+Pv/qg=(ηg+ηv)*εr(1-ηg)  Descrivere il funzionamento delle pompe di calore geotermiche, i vantaggi di applicazione e le possibili relazioni impiantistiche. Sfruttano il calore naturale presente nel sottosuolo per riscaldare o raffreddare gli edifici. Il principio di funzionamento si basa sul trasferimento di calore da una sorgente a temperatura più bassa (il terreno) a quella più alta(l’edificio) o viceversa. Questo processo richiede energia, ma l’energia elettrica richiesta è inferiore rispetto a quella fornita o sottratta dall’ambiente rendendo il sistema efficiente. I vantaggi sono sistemi ad alta efficienza energetica.  Descrivere il principio di funzionamento e lo schema di un pannello fotovoltaico. Funziona sfruttando l’effetto fotovoltaico, un fenomeno fisico per cui la luce solare, composta da fotoni colpisce un materiale semiconduttore (tipicamente silicio). L’energia dei fotoni eccita gli elettroni nel materiale, liberandoli e creando una differenza di potenziale elettrico. Questo genera una corrente elettrica continua quando il pannello è collegato ad un circuito esterno.  Descrivere il principio di funzionamento di uno stagno solare: sono dei laghetti artificiali di piccola profondità resi impermeabili mediante l’installazione di una gomma sul fondo avente buone caratteristiche di assorbimento delle radiazioni solari. Lo strato profondo è costituito da acqua ad alta salinità e temperatura. Separa lo strato profondo dalla superficie una zona in cui il gradiente di sale decresce dal basso verso l’alto fino alla superficie, di circa mezzo metro, in cui l’acqua presenta una salinità molto inferiore rispetto allo strato più profondo. Gli stagni solari vengono utilizzati come collettori solari a bassa efficienza ma a costi molto bassi.  Descrivere il principio di funzionamento, il campo di applicazione e le principali caratteristiche di un sistema di stoccaggio energetico flywheel: sono sistemi costituiti da volani accoppiati a generatori, l’energia viene accumulata aumentando la velocità di rotazione di un rotore ed estratta riducendone la velocità. Questi sistemi possono essere sottoposti ad un elevato numero di cicli. Il problema principale è la perdita di efficienza nel tempo dovuta alle perdite per attrito, quindi, non sono indicati per stoccaggi su lunghi periodi. Sono utili in aree isolate, accoppiati ad esempio a campi eolici con lo scopo di aumentare la qualità della corrente in termini di voltaggio.  Descrivere il principio di funzionamento di una cella a combustibile: una cella a combustibile funziona in modo simile alle batterie elettriche, poiché produce energia elettrica attraverso processi elettrochimici, di fatti converte energia chimica in energia elettrica. Non avendo produzione intermedia di energia termica

 Descrivere le principali opere idrauliche usate negli impianti idroelettrici: la portata a monte è captata negli impianti di captazione che hanno origine nel punto di prelievo dell’acqua; i serbatoi spesso sono formati da sbarramenti artificiali; le gallerie in pressione sboccano nella condotta forzata attraverso un pozzo piezometrico o una vasca di carico; il pozzo piezometrico mette in comunicazione con l’atmosfera l’estremo superiore della condotta forzata e serve a limitare gli effetti del colpo d’ariete alla chiusura della turbina; vasca di carico per evitare lo svuotamento o la tracimazione del canale adduttore.  Descrivere le principali turbine idrauliche. Le turbine idrauliche sono macchine rotative che convertono l’energia potenziale e cinetica dell’acqua in energia meccanica, la quale viene poi utilizzata per generare energia elettrica tramite un generatore. Esistono diversi tipi di turbine idrauliche, ognuna adatta a specifiche condizioni di portata e salto idraulico. Le principali sono le turbine Pelton, francis e kaplan  Descrivere le proprietà principali e i diversi processi di produzione dell’idrogeno: L’idrogeno molecolare H2 non è presente in natura e può essere prodotto da processi che partono da composti idrogenati, attualmente l’idrogeno viene ottenuto con i seguenti processi: Steam reforming di idrocarburi; gassificazione di combustibili solidi; scissione dell’acqua mediante elettrolisi  Fornire la definizione di energia, calore e lavoro: l’energia è la capacità di un sistema di compiere lavoro; il lavoro è un trasferimento di energia causato da una forza che produce uno spostamento; il calore è un trasferimento di energia termica tra sistemi a temperature diverse  Illustrare i principali tipi di aerogeneratori, descrivendone i componenti principali. Possono essere divisi in due classi a seconda dell’asse di rotazione, orizzontali (monopala, bipala, tripala, multipala, 4 pale) e ad asse verticale(savonius, darrieus, giromill, elica ecc). i componenti principali sono il rotore costituito da un mozzo in cui sono fissate le pale, il sistema frenante utilizzato per controllare la potenza, la torre e le fondamenta che sostengono navicella e rotore, il moltiplicatore di giri, il generatore trasforma l’energia meccanica in elettrica, navicella e sistema di controllo.  Illustrare la teoria di Betz per gli aerogeneratori. L’azione aerodinamica dipende dall’angolo di incidenza alfa che è legato all’angolo di calettamento beta e al rapporto tra velocità di trascinamento e velocità del vento. Nella progettazione si opera che l’angolo di incidenza nominale sia basso e che il rapporto della velocità u/c= omega D/2C sia elevato alla sommità della pala.  Illustrare le peculiarità della combustione nei motori a ciclo otto e Diesel. La combustione nei motori a ciclo otto avviene tramite una scintilla prodotta da una candela che brucia una miscela omogenea di aria e carburante. Mentre nei motori diesel la combustione avviene per autoaccensione con iniezione diretta del carburante in aria compressa.  Illustrare le possibili tecniche di confinamento per realizzare la fusione nucleare. Le principali tecniche sono il confinamento magnetico (Tokamak e Stellarator) e il confinamento inerziale (compressione tramite laser o fasci di ioni). Gli schemi impiantistici prevedono camere toroidali con bobine magnetiche per il confinamento magnetico e sistemi laser o fasci di ioni per il confinamento inerziale.  Illustrare le tecniche di stoccaggio dell’idrogeno. Idrogeno compresso, viene portato ad alta pressione (350/700bar) in serbatoi resistenti; idrogeno liquefatto, viene raffreddato a temperature molto basse (-253°C) per liquefarlo e ridurne il volume; stoccaggio in idruri metallici, viene assorbito in materiali metallici formando idruri; nanotubi di carbonio, ancora a livello sperimentale.  Illustrare e schematizzare la distillazione frazionata del petrolio. La distillazione frazionata del petrolio è un processo di separazione dei componenti del petrolio grezzo in frazioni diverse in base al loro punto di ebollizione. Il petrolio viene riscaldato e poi introdotto nella colonna di frazionamento, i vapori salgono e i componenti con punti di ebollizione più alti si condensano e vengono raccolti nella parte inferiore, mentre quelli con punto di ebollizione più bassi salgono più in alto prima di condensarsi e vengono raccolti a livelli superiori. Le frazioni ottenute comprendono nella zona più alta metano propano e butano, scendendo si separa benzina cherosene e gasolio. invece come residuo abbiamo olio combustibile asfalti e lubrificanti.  Illustrare i principali sistemi di controllo degli aerogeneratori: è composto da un sistema di attuazione del passo, che permette l’ottimizzazione dell’azione aerodinamica del vento sulle pale mediante una variazione dell’orientamento delle pale rispetto alla direzione del vento. Controllo per lo stallo passivo che permette la variazione dell’angolo di incidenza del vento sul profilo della pala fino a che quest’ultima non va in stallo. Controllo per stallo attivo che permette una migliore azione di regolazione dell’angolo di incidenza del vento sul profilo della pala. Controllo dell’imbardata che permette il controllo dell’orientamento della navicella. Controllo di fermata che permette di arrestare l’aerogeneratore quando si verificano velocità di rotazione troppo elevate.  In cosa consiste la fissione nucleare e cosa occorre per realizzarla? È il processo utilizzato nelle centrali nucleari per produrre energia. Consiste nel bombardare il nucleo di un atomo con neutroni in modo che l’atomo si fissiona, in questo processo l’atomo fissionato libera altri neutroni che colpiscono altri atomi innescando una reazione a catena. In questo processo si perde massa e questa perdita provoca la liberazione di grandi quantità di energia.  In cosa consiste la fusione nucleare? La fusione nucleare deriva dalla fusione di nuclei leggeri, isotopi di idrogeno, elio e litio. Il processo consiste nella fusione dei nuclei di due atomi di idrogeno. Durante la fusione una parte della massa si perde e si trasforma in energia.  In cosa consiste l’autofertilizzazione nucleare? Nella produzione artificiale tramite decadimento radioattivo degli elementi capaci a fissionarsi, anche se colpiti da neutroni lenti.  Perché si produce il gas naturale liquefatto? Per facilitarne il trasporto e lo stoccaggio. La liquefazione che consiste nel raffreddarlo a circa -162°C, riduce il suo volume di circa 600volte. Questo permette di trasportare grandi quantità di gas in modo più economico e su lunghe distanze con metaniere o camion.

 Quali tipi di radiazioni possono essere emesse durante il decadimento dei nuclei di elementi pesanti instabili? I nuclei di elementi pesanti instabili possono spontaneamente trasformarsi in nuclei di elementi più leggeri e quindi stabili mediante l’emissione di una radiazione. Distinguiamo le radiazioni che viaggiano ad una velocità di 8000km/s (neutroniche, alfa e beta) e radiazioni che viaggiano alla velocità della luce (gamma)  Quali sono i componenti che costituiscono la struttura di un reattore nucleare a fissione? Fornello, detto nocciolo, dove avviene la reazione a catena. Sistema di estrazione del calore dal nocciolo, raffreddamento. Schermatura, per bloccare le radiazioni prodotte dal processo di fissione. Sistema di regolazione per la gestione del reattore.  Spiegare come avviene lo sfruttamento dell’energia idraulica: avviene tramite centrali idroelettriche che convertono l’energia potenziale dell’acqua in energia elettrica, la quantità di energia ricavabile dipende dalla portata, dal dislivello e dal rendimento dell’impianto, la potenza disponibile si può esprimere come: P=ηρg∆zV, dove ρ è la densità del fluido, g accelerazione di gravità, ∆z altezza del salto, V portata volumetrica e η rendimento che tiene conto degli attriti idraulici e meccanici. Per ottenere l’energia prodotta in un dato intervallo di tempo, si moltiplica la potenza effettiva per il tempo in secondi.

Domande aperte energetica, Exercises of Environmental Engineering

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