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Energia idrica Moto ondoso Fuel Cells Lezioni 17-18 CORSO DI FISICA AMBIENTALE 1

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ENERGIA IDROELETTRICA

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MASSIMA POTENZA: tutta lEnergia Potenziale mgh convertita in E cin e poi in Energia Elettrica [kW] Per densit acqua un flusso di Q m 3 /s si ha: Alta efficienza si pu raggiungere convertendo E cin in moto rotazionale:

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Le onde oceaniche sono causate dai venti che soffiano sulla superficie degli oceani. Una particella dacqua subisce uno spostamento ( s) dalla sua posizione di equilibrio La fisica delle onde contenuta in: p = gs z

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CALCOLIAMO LENERGIA CINETICA DEL MOTO ONDOSO Consideriamo una funzione donda dipendente solo da (x, z, t). Essa obbedisce allequazione di Laplace: La richiesta fisica che la velocit sia v fissa la soluzione Per z , 0

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Lenergia cinetica per unit di volume : Per una colonna verticale di superficie unitaria: La Potenza: Solo una frazione di questa potenza utilizzabile

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Masudas pneumatic wave energy conversion device To generator Non-return valves -L+Z -L 0 s1s1 s TRE movimenti verticali non in fase: Moto del mare Moto della boa Moto dell acqua nel tubo

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A fuel cell converts the chemical energy of H 2 and O 2 into electricity, water and heat FUEL CELL High energy efficiency: they remove the intermediate step of combustion and mechanical devices such as turbines and pistons not limited by the Carnot efficiency.

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Al catodo: Allanodo: Schema Reazione totale:

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Energia chimica convertita in energia elettrica W e Energia che si liberata: Viene usata per compiere lavoro W e A causa dellirreversibilit parte dellenergia chimica pu essere persa Assumendo T costante nella cella: Massima efficienza

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Per n moli di idrogeno lenergia libera di Gibbs Energia libera di Gibbs per ione Lenergia elettrica : Considerando n = n e e W e = - G: Per una molecola di acqua: n e = 2; G = 237 x 10 3 J mol -1 V = 1.23 Volt