Watt
James Watt vendeva macchine a vapore ai proprietari di miniere e mulini. Doveva spiegare ai compratori quanti cavalli avrebbe sostituito una macchina. Watt osservò un cavallo che girava in tondo azionando un mulino e calcolò il suo lavoro al minuto. Risultarono 33 000 piedi-libbra. Questo ritmo lo chiamò cavallo vapore.
Il cavallo vapore non è una forza ma una potenza: quanto lavoro si compie nell’unità di tempo. Cent’anni dopo l’unità di potenza prese il nome dello stesso Watt. Un watt è un joule al secondo. Il cavallo di Watt vale quasi 746 watt, e una persona a riposo ne consuma circa cento.
| Notazione | W |
| Definizione | joule al secondo · J/s · kg·m²·s⁻³ · volt per ampere |
| Valori di riferimento | 1 hp — 745,699 87 W · 1 PS — 735,498 75 W · 1 kW per un’ora — 3,6 MJ |
| Introdotta | 1882, British Association · nel SI dal 1960 |
| Norme | ISO 80000-4 · IEC 80000-6 · SI Brochure 9th ed. |
| Valori tipici | 100 W — una persona a riposo · 746 W — un cavallo vapore · 1 GW — un reattore nucleare |
01 · Definizione
Un joule al secondo
La potenza P indica quanto velocemente si compie un lavoro o si trasferisce energia. Un watt è un joule al secondo. Lo stesso lavoro può farlo un motore debole in un’ora o uno potente in un minuto. Il lavoro è uguale, la potenza diversa.
In elettricità la potenza è la tensione per la corrente. Una lampada a 230 V con una corrente di 0,26 A assorbe 60 W. Da qui il noto chilowattora: un apparecchio da un chilowatt che funziona un’ora consuma 3,6 MJ di energia.
Dove vanno i watt di una lampadina a incandescenza
Quattro lampade fanno la stessa luce, circa 800 lm. L’altezza della colonna è la potenza che la lampada prende dalla rete. La parte gialla va in luce visibile, la rossa in calore. Il cursore stabilisce quante ore al giorno la lampada resta accesa. In basso, il consumo annuo.
Il watt è il ritmo con cui si consuma energia, il chilowattora è l’energia stessa. È come la velocità e la strada percorsa. Un bollitore da 2 kW consuma 0,1 kWh in tre minuti. Una lampada LED da 9 W impiega undici ore per gli stessi 0,1 kWh.
Chi solleva prima la benna: una persona, un cavallo o la macchina di Watt
Due pozzi uguali profondi 50 m. In ciascuno una benna con lo stesso carico, in cima un castelletto con puleggia, accanto un motore con tamburo. Scegliete un motore per ogni pozzo. Il lavoro di sollevamento è lo stesso; il tempo dipende solo dalla potenza. Il tempo della scena è accelerato perché l’argano veloce finisca in sei secondi. Gli orologi sopra i pozzi mostrano il tempo reale di salita. A destra, due wattmetri a scala logaritmica.
Scegliete i motori e guardate chi solleva prima la benna.
02 · Conversione
| Unità | Valore | Dove si incontra |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Esistono vari cavalli vapore: meccanico 745,7 W, metrico 735,5 W, elettrico 746 W.
Un condizionatore da 12 000 BTU/h sottrae circa 3,5 kW di calore, ma ne preleva dalla rete tre volte meno.
Il cavallo vapore da caldaia vale 9,8 kW, tredici volte quello ordinario.
03 · Ordini di grandezza
04 · Strumenti di misura
05 · Regole di scrittura
06 · Unità vicine
07 · Sezione storica
Esistono vari cavalli vapore. Quello meccanico, secondo Watt, vale 33 000 piedi-libbra al minuto, cioè 745,699 87 W. Quello metrico — 75 chilogrammetri al secondo, cioè 735,498 75 W. Quello elettrico — esattamente 746 W. Il cavallo da caldaia descriveva una caldaia a vapore e vale circa 9,8 kW.
Watt stesso fissò la norma con un margine: il cavallo al mulino lavorava più piano, ma il compratore della macchina non doveva rimetterci. Nei documenti dell’UE la potenza del motore si scrive in chilowatt, e i cavalli sono ammessi solo tra parentesi.
Catalogo delle grandezze
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