A proposito del gas naturale...

E visto che ho fatto l'altro giorno una breve introduzione al petrolio, vediamo di fare ora quella sul gas naturale:

Stoccaggio e trasporto

La principale difficoltà nell'utilizzo del gas naturale è il trasporto. I gasdotti sono economici, ma non permettono l'attraversamento di oceani. Vengono utilizzate anche navi per il trasporto di gas naturale liquefatto, ma hanno costi più alti e problemi di sicurezza. In molti casi, come ad esempio nei pozzi petroliferi in Arabia Saudita, il gas naturale che viene recuperato durante l’estrazione del petrolio, non potendo essere venduto con profitto, viene bruciato direttamente sul posto. Questa dispendiosa pratica è illegale in molti stati, poiché rilascia nell’ atmosfera terrestre gas serra. Invece di venire bruciato, il gas, viene re-iniettato nel terreno in attesa di una eventuale futura estrazione e per mantenere alta la pressione sotterranea durante il pompaggio del petrolio. Il gas naturale viene spesso compresso per essere immagazzinato.

Distribuzione e vendita

Il gas naturale compresso, in bombole, viene usato nelle zone rurali o comunque dove non sia possibile o conveniente il collegamento alle tubature che costituiscono la rete di distribuzione urbana in bassa pressione e sono gestite da societa' concessionarie (distributori) con contratti di lunga durata pur essendo normalmente di proprieta' pubblica. La distribuzione e la vendita sono state recentemente oggetto di una completa revisione normativa nell'ambito del processo di liberalizzazione del mercato del gas

Impatti ambientali del petrolio

La presenza dell'industria petrolifera ha significativi impatti sociali e ambientali, da incidenti e da attività di routine come l'esplorazione sismica, perforazioni e scarti inquinanti. L'estrazione petrolifera è costosa e spesso danneggia l'ambiente. La ricerca e l'estrazione di petrolio offshore disturbano l'ambiente marino circostante. L'estrazione può essere preceduta dal dragaggio che danneggia il fondo marino e le alghe, fondamentali nella catena alimentare marina. Il greggio e il petrolio raffinato che fuoriescono da navi petroliere incidentate, hanno danneggiato fragili ecosistemi in Alaska, nelle Isole Galapagos, in Spagna e in molti altri posti.

Infine, la combustione, su tutto il pianeta, di enormi quantità di petrolio (centrali elettriche, mezzi di trasporto) risulta essere tra i maggiori responsabili dell'incremento riscontrato delle percentuali di anidride carbonica nell'atmosfera, con fortissima incidenza sul problema dell'effetto serra.

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Cosa è l'energia libera? Leggiamo la definizione dalla Wikipedia:

In termodinamica, l'energia libera di un sistema è la quantità di lavoro macroscopico che il sistema può compiere sull'ambiente. Essa è funzione della temperatura, della pressione e della concentrazione della specie chimica considerata. L'energia libera di una specie chimica a concentrazione costante all'interno di un sistema a molti componenti è definita come il potenziale chimico di quella specie. Un processo che comporta un incremento di energia libera si dice endoergonico, se implica diminuzione si dice esoergonico.

L'energia libera può essere definita in due modi differenti, ottenendo due differenti funzioni: l'energia libera di Helmholtz e l'energia libera di Gibbs.

Quando un sistema di molecole subisce un cambiamento, ad esempio per una reazione chimica o per un cambio di fase, ci sono due grandezze che tendono ad avere due comportamenti opposti:
- l'energia libera tende a decrescere;

- l'entropia tende a crescere.

Se con E si indica l'energia, con T la temperatura e con S l'entropia, questi due comportamenti sono semplicemente scrivibili con la funzione di Helmholtz:


A = E - T S


Questa funzione, però, è valida solo a volume costante (ad esempio in un contenitore chiuso). Se ci si trova, invece, a pressione costante (ad esempio un contenitore aperto), l'entalpia H = E + P V (dove P è la pressione e V il volume) sostituisce l'energia, ottenendo così la quantità che deve essere minima, ovvero la funzione di Gibbs:


G = H - T S


In un sistema isolato, l'energia libera non può aumentare: rimane costante solo in caso di trasformazioni reversibili, negli altri casi diminuisce.

La diminuzione di G implica l'impossibilità di trasformazioni energetiche sempre con rendimento 1 e quantifica la cosiddetta degradazione dell'energia. Stabilisce anche l'impossibilità di un moto perpetuo di seconda specie.
Generalmente, mentre i fisici tendevano ad indicare con F l'energia libera di Helmholtz e con G quella di Gibbs, i chimici adottano la convenzione di A e F rispettivamente. Recentemente si è adottata una convenzione comune: A per Helmholtz, G per Gibbs, o a volte anche F.