Speaker 2: Nel 1824 un ingegnere francese che si occupava di macchine a
Speaker 2: vapore fece un'analisi dettagliata del processo al fine di migliorarne l'efficienza.
Speaker 2: Si chiamava Sadi Carnot e puntò l'attenzione sulle trasformazioni di
Speaker 2: energia e calore che avvenivano all'interno di un ciclo completo.
Speaker 2: Della macchina a vapore ovviamente. Si accorse che si poteva
Speaker 2: definire una quantità massima di lavoro che una macchina a
Speaker 2: vapore poteva realizzare. E fin qui, vabbè. Il punto era
Speaker 2: che questa quantità dipendeva soltanto dalla temperatura più alta e
Speaker 2: da quella più bassa tra cui si compiva il ciclo completo.
Speaker 2: E basta. Carnot non lo sapeva, ma stava anticipando un
Speaker 2: concetto che solo qualche decennio più tardi avrebbe messo l'umanità
Speaker 2: di fronte a un'evidenza a dir poco inquietante. Questo meccanismo
Speaker 2: perverso che stava venendo alla luce non aveva ancora un nome.
Speaker 2: Quarant'anni dopo, nel 1864, Rudolf Clausius, partendo dal fatto che in
Speaker 2: greco dentro si dice en e trasformazione si dice trope,
Speaker 2: pensò bene di chiamarlo entropia. Ed era un nome appropriato,
Speaker 2: perché l'entropia ci avrebbe trasformato tutti, da dentro proprio. E
Speaker 2: come vedete lo dicevano anche i Litfiba. L'entropia è un
Speaker 2: concetto tanto affascinante quanto complesso. Per capirlo dovremo mettere molta
Speaker 2: carne al fuoco. Saranno tre puntate, avrete forse a un
Speaker 2: certo punto la sensazione di perdervi, ma alla fine il
Speaker 2: cerchio si chiuderà. Abbiate fiducia. Si chiuderà, insomma, speriamo che
Speaker 2: si chiuda. Io ci provo. Il mondo che noi viviamo
Speaker 2: è regolato in ogni suo istante dalle leggi della termodinamica
Speaker 2: e non foss'altro per questo è il caso di avere
Speaker 2: un'idea di cosa sia. Partiamo da due definizioni elementari e
Speaker 2: al tempo stesso fondamentali. Con la parola termodinamica oggi si
Speaker 2: indica genericamente lo studio delle trasformazioni dell'energia nelle sue varie forme.
Speaker 2: Per parlarne dobbiamo definire un paio di cose facili facili.
Speaker 2: Cosa è un sistema e cosa è un ambiente? Individuiamo
Speaker 2: nello spazio una regione, ossia una quantità di materia finita.
Speaker 2: Questa regione, idealmente separata da ciò che la circonda, la
Speaker 2: chiamiamo sistema. Tutto ciò che è esterno e che eventualmente
Speaker 2: può influenzare il sistema viene detto ambiente. Facile, no? Per
Speaker 2: adesso queste due definizioni le teniamo lì e vedrete che
Speaker 2: ogni tanto salteranno fuori. Ora siamo pronti. Si parla di termodinamica?
Speaker 2: Non ancora. Prima dobbiamo spendere qualche minuto per rispondere a
Speaker 2: una domanda tutt'altro che banale. Cosa è l'energia? Alla metà
Speaker 2: dell'Ottocento il concetto di energia non era così chiaro, almeno
Speaker 2: non come lo intendiamo noi oggi, anche se pure oggi
Speaker 2: abbiamo i nostri problemi. In merito a questo vi consiglio
Speaker 2: il video sul mio canale YouTube dal titolo Nessuno sa
Speaker 2: cosa è l'energia, e già il titolo la dice lunga.
Speaker 2: In ogni caso, si diceva, alla metà dell'Ottocento il concetto
Speaker 2: di energia era piuttosto fumoso. All'epoca la cosa meglio definita
Speaker 2: e usata dai fisici era la forza. Tu devi sentire
Speaker 2: la forza intorno a te, qui, fra te e me
Speaker 2: l'albero la pietra saranno gli studi sulla termodinamica uniti ad
Speaker 2: altre scoperte a mettere sul gradino più alto del podio
Speaker 2: delle grandezze fisiche fondamentali quella che oggi chiamiamo energia l'energia
Speaker 2: è una proprietà di tutti i corpi ma ha la
Speaker 2: caratteristica di non avere un'unica forma siamo abituati a vedere
Speaker 2: l'energia in vari modi al punto che siamo stati obbligati
Speaker 2: a dare nomi diversi all'energia a seconda delle condizioni in
Speaker 2: cui si trova Parliamo di energia potenziale e il nome
Speaker 2: stesso ci suggerisce che è una sorta di energia che
Speaker 2: il corpo ha in potenza ed è dovuta al fatto
Speaker 2: che un oggetto si trova immerso in un campo gravitazionale.
Speaker 2: In questo caso dipende dalla massa, dall'altitudine dell'oggetto e dalla
Speaker 2: accelerazione del campo gravitazionale. Si parla poi per esempio di
Speaker 2: energia cinetica, che è energia dovuta al movimento e che
Speaker 2: dipende dalla massa e dalla velocità dell'oggetto. Diciamo poi che
Speaker 2: quando ci sono in gioco in genere delle forze, l'energia
Speaker 2: è lì dietro l'angolo e talvolta può prendere proprio il
Speaker 2: nome delle forze a cui è legata, come ad esempio
Speaker 2: l'energia magnetica o l'energia eolica. Ci sono poi altre forme
Speaker 2: di energia che ci sono familiari, come l'energia chimica associata
Speaker 2: al carburante, l'energia nucleare o la comunissima energia elettrica. Ma
Speaker 2: Cosa è in fondo l'energia? Cosa accomuna tutte queste forme
Speaker 2: che abbiamo detto? Anche qui risalire all'etimologia della parola, che
Speaker 2: tanto per cambiare è greca, ci è utile. Energia significa
Speaker 2: capacità di agire e in fisica questo si traduce nella
Speaker 2: capacità di compiere un lavoro. In fisica, quando si parla
Speaker 2: di lavoro, si intende il prodotto di una forza per
Speaker 2: uno spostamento. Anche il lavoro è una sorta di energia,
Speaker 2: non a caso ha la stessa unità di misura. Se
Speaker 2: infatti abbiamo dato nomi diversi, abbiamo però almeno mantenuto la
Speaker 2: stessa unità di misura. L'energia si misura in Joule, dando
Speaker 2: onore a James Prescott Joule, un grandissimo fisico inglese dell'Ottocento. Ora,
Speaker 2: non è che un corpo possiede solo una forma di energia.
Speaker 2: La sua energia non solo la si può trovare sotto
Speaker 2: varie forme, ma può cambiare forma, talvolta anche molto facilmente.
Speaker 2: Prendiamo Gualtiero che sta fermo sul tavolo. Non ha energia cinetica,
Speaker 2: perché è fermo, ma ha energia potenziale. Quando salta giù
Speaker 2: dal tavolo perde progressivamente energia potenziale perché si riduce la
Speaker 2: sua distanza dal suolo, ma in compenso prende energia cinetica
Speaker 2: perché aumenta la sua velocità. Si è visto che la
Speaker 2: somma totale della sua energia resta costante. Potremmo dire che
Speaker 2: l'energia potenziale si è trasformata in energia cinetica. E quale materia,
Speaker 2: abbiamo detto, si occupa delle trasformazioni di energia? La termodinamica.
Speaker 2: Ed eccoci qua, finalmente. C'è un principio della termodinamica, il
Speaker 2: primo per l'esattezza, che dice una cosa tutto sommato semplice.
Speaker 2: L'energia in un sistema isolato dall'ambiente si conserva, non si
Speaker 2: può creare e non si può distruggere. Ma un momento,
Speaker 2: quando il gatto tocca terra, si ferma, quindi perde la
Speaker 2: sua energia cinetica e in più la sua distanza dal
Speaker 2: suolo è nulla, quindi non ha nemmeno più energia potenziale.
Speaker 2: Ma abbiamo detto che l'energia si conserva e dove è
Speaker 2: finita allora? C'è un'altra forma di energia che in questo
Speaker 2: contesto ci interessa particolarmente perché, come vedremo, ha un dettaglio
Speaker 2: che la rende completamente diversa, anche se apparentemente è una
Speaker 2: delle tante forme di energia. Spesso compare sotto il nome
Speaker 2: di energia. termica. L'energia del gatto precipitato dal tavolo al
Speaker 2: suolo si è trasformata in calore. A causa delle deformazioni
Speaker 2: avvenute al momento dell'arrivo a terra, il gatto ha infatti
Speaker 2: aumentato la sua temperatura e anche il pavimento nel punto
Speaker 2: di appoggio delle zampe e poi in realtà anche un
Speaker 2: po' l'aria per effetto dell'attrito, a meno che il gatto
Speaker 2: non cada nel vuoto. Però bisognerebbe portarlo in una camera
Speaker 2: sottovuoto e non è il caso perché il gatto sottovuoto
Speaker 2: avrebbe ben altri problemi, ma non divaghiamo che poi Gualtiero
Speaker 2: mi si spaventa. È nell'aumento di temperatura di gatto, pavimento
Speaker 2: e aria che è finita l'energia, la quale dunque continua
Speaker 2: a conservarsi. È semplicemente diventata energia termica. E questo ci
Speaker 2: porta dritti ai due protagonisti dell'affascinante mondo della termodinamica, ossia
Speaker 2: temperatura e calore. La temperatura è lo stato termico di
Speaker 2: un corpo. C'è la scala, la scala di temperatura, così
Speaker 2: come c'è la scala di Milano c'è anche la scala
Speaker 2: di temperatura. Le più conosciute scale di temperatura sono la
Speaker 2: scala Fahrenheit e la scala Celsius. Celsius ha come riferimenti
Speaker 2: la temperatura a cui il ghiaccio fonde, 100°C, e la
Speaker 2: temperatura a cui l'acqua evapora, 0°C. E se vi sembra
Speaker 2: che io abbia detto una castroneria... In effetti all'inizio era così,
Speaker 2: verrà invertita successivamente un anno dopo la sua morte, per
Speaker 2: cui noi oggi diciamo che è 0 quando l'acqua ghiaccia e 100
Speaker 2: quando l'acqua bolle. L'intervallo è stato poi diviso in 100 parti
Speaker 2: che sono per l'appunto i gradi Celsius. Veniamo alla scala Fahrenheit.
Speaker 2: Daniel Fahrenheit è stato un celebre fisico che perse tragicamente
Speaker 2: i genitori a 15 anni per un avvelenamento da funghi viene
Speaker 2: invitato come apprendista ad Amsterdam e fin da subito siamo
Speaker 2: agli inizi del settecento si appassiona di scienze e di
Speaker 2: termometri questo lo distrae dai suoi incarichi di lavoro e
Speaker 2: lo mette nei guai per fuggire dall'obbligo di imbarco su
Speaker 2: una nave olandese della compagnia delle indie occidentali scappa e
Speaker 2: gira fra Germania e Danimarca facendo incontri con personaggi affascinanti
Speaker 2: diventa soffrettore di vetro produce importanti strumenti meteorologici e si
Speaker 2: installa alla fine a Laia passa in Inghilterra e lo
Speaker 2: eleggono membro della Royal Society ti sei sfogato? Ah, e
Speaker 2: non si è mai sposato piccola parentesi di gossip. Ho capito,
Speaker 2: ma la scala Fahrenheit. Beh, Daniel Fahrenheit anche lui ha
Speaker 2: preso un riferimento base. E cosa ha preso? Siccome era
Speaker 2: nato ad Ansica si è detto, come riferimento basso cosa prendo?
Speaker 2: Ma prendiamo la temperatura più fredda registrata in quello rigido
Speaker 2: inverno che passai ad Ansica tra il 1708 e il 1709. Poi
Speaker 2: in realtà ha affinato la cosa e ha cercato di
Speaker 2: trovare la temperatura a cui ghiacciava l'acqua. No, una miscela
Speaker 2: di acqua e cloruro di ammonio. Ma perché? Vabbè, e
Speaker 2: l'altro riferimento? Perché ce ne vogliono due per fare la scala.
Speaker 2: Il riferimento, quello più alto per quello, ha preso la
Speaker 2: temperatura del sangue di un cavallo. Un cavallo? Eh, è
Speaker 2: andata così. Un cavallo in particolare o un cavallo a caso? Poi, ovviamente,
Speaker 2: fra questi due intervalli doveva dividere, cioè fare la scala.
Speaker 2: Ho come la sensazione che non l'abbia diviso in cento
Speaker 2: parti come uno sano di mente, vero? Eh, no. Del resto,
Speaker 2: se prendi come riferimento la temperatura del sangue di un cavallo,
Speaker 2: non stai benissimo. Fahrenheit divide l'intervallo trovato in dodici parti. Eh, vabbè, dai.
Speaker 2: Però poi si accorge che... Cosa ancora? Eh, vengono troppo
Speaker 2: distanti una dall'altra queste parti e quindi divide a sua
Speaker 2: volta un grado dall'altro in un numero di parti uguali. Dieci? No, otto.
Speaker 2: Quindi questo divide i due stremin, dodici per otto, novantasei parti.
Speaker 2: È andata così. Dicevamo che la temperatura è un numero
Speaker 2: che sta sostanzialmente a definire la capacità di un corpo
Speaker 2: di trasferire calore. Il calore, appunto, che sembra un concetto facile,
Speaker 2: ma su questo tema cadere in errore è un attimo.
Speaker 2: Come le capre. Per loro stare sulle pareti praticamente verticali
Speaker 2: è semplice, ma metti lo zoccolo nel posto sbagliato e...
Speaker 2: E che c'entrano le capre? Boh, ogni tanto si perde
Speaker 2: questo qua. Inizialmente termodinamica stava a indicare la scienza del calore.
Speaker 2: Solo successivamente, quando ci si rese conto che il calore
Speaker 2: era un po' diverso da come si pensava, la parola
Speaker 2: cominciò a indicare, come abbiamo visto, più in generale lo
Speaker 2: studio delle trasformazioni dell'energia nelle sue varie forme. Perché il
Speaker 2: calore non lo si è definito da subito in modo esatto.
Speaker 2: Oggi il calore è definitivamente definito, potremmo dire, come l'energia
Speaker 2: scambiata in funzione della temperatura. Cioè, se non viene trasferita energia,
Speaker 2: non si parla di calore. Quindi non è molto logico
Speaker 2: parlare di calore contenuto in un corpo. Il calore si
Speaker 2: assorbe o si cede. In pratica si scambia, ma non
Speaker 2: si contiene. Ma un attimo. Il calore è l'energia che
Speaker 2: un corpo scambia in funzione della temperatura. Sadi Carnot. Ricordate
Speaker 2: l'inizio del podcast. Il lavoro della macchina a vapore dipendeva
Speaker 2: solo dalle temperature. Ci stiamo arrivando. Aiutiamoci con un esempio
Speaker 2: perché è una cosa sottile questa e vale la pena sottolinearla.
Speaker 2: Stacchetto per prendere la rincorsa e via. Se io scaldo
Speaker 2: un oggetto, gli trasferisco dell'energia e lo faccio tramite la
Speaker 2: differenza di temperatura che c'è tra l'oggetto e la sorgente
Speaker 2: di calore, che avrà una temperatura più alta, se no
Speaker 2: che sorgente di calore è? Ad esempio metto a bollire
Speaker 2: l'acqua sulla fiamma. L'energia viene trasferita all'acqua perché la fiamma
Speaker 2: ha una temperatura maggiore dell'acqua. In realtà la trasferisce al
Speaker 2: padellino che poi la trasferisce all'acqua ma non è questo
Speaker 2: il punto. Per raffreddare è l'inverso. Trasferisco parte della sua
Speaker 2: energia mettendolo a contatto con un corpo più freddo. Ad
Speaker 2: esempio lo metto in frigo e mi faccio un tè freddo.
Speaker 2: Lo so che detta così sembra una banalità, ma vedrete
Speaker 2: che nella prossima puntata questo ragionamento elementare apparirà in tutto
Speaker 2: il suo potere devastante. Sì, siamo arrivati alla fine di
Speaker 2: questo primo capitolo della serie sull'entropia, ma ci concediamo il
Speaker 2: lusso di un'ultima considerazione. Se l'energia si conserva sempre, allora
Speaker 2: perché sentiamo spesso parlare di problema energetico? Si dice che
Speaker 2: dobbiamo risparmiarla, non consumarla. Che senso ha? Abbiamo un bellissimo
Speaker 2: principio che dice che si conserva. In realtà il problema
Speaker 2: non è l'energia, è l'entropia. Non l'abbiamo ancora definita ma,
Speaker 2: come i più astuti e le più astute avranno capito,
Speaker 2: è strettamente connessa al calore. Il calore è un'energia diversa
Speaker 2: da tutte le altre ed è venuto il momento di parlarne,
Speaker 2: perché è diversa per un solo minuscolo dettaglio, che è
Speaker 2: quello che fa sì che l'universo sia fatto come lo vediamo, meglio,
Speaker 2: quello che fa sì che l'universo esista e quindi di
Speaker 2: conseguenza anche noi. È arrivato il momento, come direbbe Vinicio,
Speaker 2: di buttarci
Speaker 3: a piedi pari nella vasca del Campari. No,
Speaker 2: no, non la vasca del Campari. Nel secondo principio della termodinamica.
Speaker 2: Nella termodinamica ci sono tre celebri principi che sono stati
Speaker 2: scoperti simpaticamente in ordine sparso. Prima si è notato il secondo,
Speaker 2: dopo si è enunciato il primo, poi è arrivato il
Speaker 2: terzo e infine, dulcis in fundo, è stato scritto quello
Speaker 2: che viene chiamato principio zero. A confronto la saga di
Speaker 2: Star Wars è ordinata. Ma perché sono stati messi in quest'ordine? Beh,
Speaker 2: l'ordine con cui riconosciamo oggi rappresenta un ordine concettuale. In particolare,
Speaker 2: il primo principio sta a monte del secondo, anche se,
Speaker 2: al di là del principio zero, che è una definizione
Speaker 2: di equilibrio termico necessaria da un punto di vista formale,
Speaker 2: le tre celebri leggi della termodinamica trattano in fondo della
Speaker 2: stessa cosa e girano attorno allo stesso concetto. C'è un
Speaker 2: modo simpatico di annunciarle. La prima dice che non puoi vincere,
Speaker 2: la seconda che non puoi pareggiare, La terza, che non
Speaker 2: puoi non giocare. Per questo le tre leggi della termodinamica
Speaker 2: sono in fondo una sola legge che dice che siamo
Speaker 2: obbligati a giocare a una partita che perderemo. Ebbene no,
Speaker 2: non potremo mai cantare come i quindici. Un tempo, dopo
Speaker 2: aver inventato le macchine a vapore, fece Capolino un'idea, una
Speaker 2: sorta di sogno. Creare un moto perpetuo per dare propulsione
Speaker 2: a una nave. Occorreva solo riuscire ad assorbire il calore
Speaker 2: del mare e trasformarlo in energia propulsiva. Nella seconda metà dell'Ottocento,
Speaker 2: William Thompson, meglio noto come Lord Kelvin, smorza gli entusiasmi.
Speaker 2: Stando ai suoi studi, è impossibile estrarre calore da una
Speaker 2: sorgente a temperatura costante e convertirlo completamente in lavoro senza
Speaker 2: causare altri cambiamenti nell'ambiente circostante. È una sentenza. Non si
Speaker 2: può convertire completamente il calore in lavoro. Calore e lavoro
Speaker 2: si somigliano. Entrambi rappresentano un modo di trasferire energia. ma
Speaker 2: non sono equivalenti, nel senso che non possono scambiarsi completamente
Speaker 2: l'uno nell'altro. Questa considerazione è di fatto una precisa definizione
Speaker 2: del fenomeno che chiamiamo entropia. Teniamolo in sospeso un momento,
Speaker 2: poi ci torniamo. Sì, perché questa benedetta entropia, se è
Speaker 2: una grandezza fisica, come dire, ci avrà una formula. Ora,
Speaker 2: per chiudere il cerchio, torniamo a Carnot. Studiava quelle che
Speaker 2: si chiamano macchine reversibili. Una macchina reversibile è una macchina
Speaker 2: in cui abbiamo immesso del calore Q1 alla temperatura T1
Speaker 2: e dopo che il ciclo si svolge produce del lavoro
Speaker 2: che di solito viene indicato con la W che sta
Speaker 2: per work e alla fine cede il calore Q2 alla
Speaker 2: temperatura T2. Il fatto che sia reversibile implica che svolgere
Speaker 2: il ciclo in una direzione o nella direzione inversa è
Speaker 2: esattamente la stessa cosa. Carnot fa i suoi ragionamenti senza
Speaker 2: appoggiarsi ad alcuna legge di conservazione dell'energia. Dice che, se
Speaker 2: vogliamo ottenere del lavoro da una macchina, deve esserci una
Speaker 2: variazione di temperatura. E questo è intuitivo. Se voglio che
Speaker 2: il calore fluisca, deve esserci un dislivello di temperatura. Attenzione,
Speaker 2: è intuitivo ma non è scritto da nessuna parte. Poi
Speaker 2: torniamo anche a questo. Altra cosa fondamentale che si deduce
Speaker 2: dallo studio delle macchine reversibili è che alle medesime condizioni
Speaker 2: di temperatura nessuna macchina può compiere più lavoro di una
Speaker 2: macchina reversibile. La conclusione di Carnot è davvero brillante e inaspettata.
Speaker 2: In una macchina reversibile che assorbe un certo calore alla
Speaker 2: temperatura T1 e lo cede alla temperatura T2, il lavoro
Speaker 2: che si ottiene non dipende dalla struttura della macchina. Non
Speaker 2: a caso lo abbiamo detto all'inizio della prima puntata, ricordate?
Speaker 2: Dipende solo dalle temperature, T1 e T2. Quel lavoro è
Speaker 2: dunque una proprietà universale. Non solo, ma per quanto le
Speaker 2: conclusioni di Carnot siano dimostrabili con un ciclo che utilizza
Speaker 2: un gas perfetto, il risultato ci porta ad affermare che
Speaker 2: anche la sostanza che utilizziamo non conta. E questa è
Speaker 2: la vera grande regola della termodinamica. ossia che le proprietà
Speaker 2: di una sostanza sono limitate perché non posso costruire sostanze
Speaker 2: che mi permettano di avere più lavoro alle medesime temperature
Speaker 2: in un ciclo reversibile. Ci si era accorti dunque che
Speaker 2: temperatura e calore erano strettamente legati e soprattutto ciò che
Speaker 2: risultava dalle dimostrazioni era che restava costante il loro rapporto,
Speaker 2: ossia che in una macchina reversibile esisteva la relazione Q1
Speaker 2: fratto T1 uguale a Q2 fratto T2, cioè il rapporto
Speaker 2: fra calore e temperatura era sempre quello. Come disse Feynman
Speaker 2: in una celebre lezione al Caltech, questo è il centro
Speaker 2: dell'universo della termodinamica come sempre le formule che uso e
Speaker 2: che racconto a parole le trovate scritte nella descrizione al
Speaker 2: podcast se foste interessati o interessate ora torniamo noi quando
Speaker 2: si trova un rapporto che indipendentemente dai valori dei suoi
Speaker 2: elementi resta costante beh i fisici muoiono dalla voglia di
Speaker 2: dargli un nome perché sanno che quella cosa lì è
Speaker 2: importante e Il rapporto tra calore e temperatura prese per
Speaker 2: l'appunto il nome di entropia. L'entropia è una funzione di stato,
Speaker 2: ossia dipende soltanto dallo stato. Non dipende dal cammino percorso
Speaker 2: per arrivare a tale stato. In un ciclo reversibile non
Speaker 2: c'è alcuna variazione netta di entropia, ossia l'entropia resta costante.
Speaker 2: e lo si evince dalla formula della variazione di entropia.
Speaker 2: L'espressione è scritta matematicamente così, delta S, ossia la variazione
Speaker 2: di entropia, è uguale all'integrale che va da A a B,
Speaker 2: dove A è lo stato iniziale e B è lo
Speaker 2: stato finale, della variazione di calore rispetto alla temperatura. Si
Speaker 2: scrive dQ, dQ si pronuncia, fratto T, temperatura. Questa cosa
Speaker 2: che ho detto, che trovate scritta anche nella descrizione, è
Speaker 2: la differenza di entropia fra due differenti stati, lo stato
Speaker 2: A e lo stato B. Ma per definire l'entropia in
Speaker 2: modo assoluto bisognava poter valutare l'entropia per uno stato particolare,
Speaker 2: cioè il valore di uno stato particolare. Poi sulla base
Speaker 2: di quello si ottenevano tutti gli altri valori. Per un
Speaker 2: po' di tempo si pensò che l'entropia assoluta non volesse
Speaker 2: dire praticamente nulla, ma contassero solo le differenze di entropia
Speaker 2: tra uno stato e l'altro. Fin quando il chimico Walter
Speaker 2: Hermann Nerst non dimostrò quello che divenne noto come il
Speaker 2: terzo principio della termodinamica. che dice che l'entropia di qualsiasi
Speaker 2: oggetto allo zero assoluto è zero. Sapendo che a T
Speaker 2: uguale a zero Kelvin l'entropia è zero, e sapendo la
Speaker 2: formula per calcolare le differenze di entropia, possiamo ricavare l'entropia
Speaker 2: in tutti gli altri stati. Ma avevamo detto che il
Speaker 2: nome entropia era stato segnato da Rudolf Clausius. Cosa aveva
Speaker 2: notato lui per pensare di dargli addirittura un nuovo nome?
Speaker 2: La stessa cosa che aveva notato Thomson? Ma che? Tutt'altro!
Speaker 2: Clausius si basò sull'osservazione che in natura, in qualsiasi trasformazione
Speaker 2: che implica un trasferimento spontaneo di energia, il calore fluisce
Speaker 2: dal corpo caldo a quello freddo. Sembra ovvio, l'abbiamo detto
Speaker 2: poco fa, ma non lo è. Col denaro, per esempio,
Speaker 2: non è affatto scontato che chi ne ha di più
Speaker 2: lo dia a chi ne ha di meno. Se chi
Speaker 2: ha di più desse sempre a chi ha di meno,
Speaker 2: non ci sarebbero i ricchi e i poveri
Speaker 2: Perché allora col calore succede così? Beh, è ovviamente una
Speaker 2: questione fisica. Se prendo due corpi alla stessa temperatura, Carnot
Speaker 2: aveva visto che non scambiavano calore. Ma non è così ovvio.
Speaker 2: Perché non potrebbe essere che uno si scaldi a spese
Speaker 2: dell'altro che si raffredda? Oppure ancora, perché due corpi a
Speaker 2: temperature differenti messi a contatto tendono a raggiungere un equilibrio termico?
Speaker 2: Perché quello più caldo non diventa ancora più caldo e
Speaker 2: quello più freddo non diventa ancora più freddo? Oppure, perché
Speaker 2: non restano beatamente entrambi con la loro temperatura? In sostanza,
Speaker 2: perché il calore fluisce sempre dal corpo più caldo verso
Speaker 2: quello più freddo? Non lo si sapeva. Semplicemente si osservava
Speaker 2: che la natura funziona così. A partire da questa osservazione,
Speaker 2: Clausius enunciò un principio molto interessante. Disse, non è possibile
Speaker 2: realizzare una trasformazione nella quale il solo risultato sia il
Speaker 2: trasferimento di calore da un corpo più freddo a uno
Speaker 2: più caldo. Occhio, il solo risultato. È chiaro che io
Speaker 2: posso trasferire calore da un corpo freddo a uno caldo,
Speaker 2: ma devo fare qualcosa. Devo spendere del lavoro, devo sbattermi.
Speaker 2: Se no, non si riesce. È come avere un appuntamento
Speaker 2: con Scarlett Johansson. Cioè, non è che ti chiama lei.
Speaker 2: Devi darti da fare. Ed è per quello che io
Speaker 2: non ci sono mai riuscito, perché sono pigro. Guarda, non
Speaker 2: lo sai, quindi ti lascerò con il gioco
Speaker 5: questa volta. Vabbè,
Speaker 2: comunque, Clausius trova, anche lui, una sorta di assimmetria nel discorso.
Speaker 2: Cioè che il calore fluisce spontaneamente solo in una direzione,
Speaker 2: ma è una assimmetria completamente diversa rispetto a quella trovata
Speaker 2: da Thompson, che invece parlava di conversione di calore in lavoro.
Speaker 2: È una cosa strana. Perché diciamo che entrambi stanno definendo
Speaker 2: l'entropia se parlano di cose diverse? Per capirlo dobbiamo tornare all'energia.
Speaker 2: Nella scorsa puntata abbiamo visto varie forme di energia. Potenziale, cinetica, chimica, termica, nucleare, eolica.
Speaker 2: Ma per il discorso che ci accingiamo a fare adesso
Speaker 2: possiamo suddividere l'energia in due semplici categorie. Energia utile ed
Speaker 2: energia inutile. Le forme utili sono l'energia potenziale, cinetica, chimica, nucleare, eolica, tutte. Quasi.
Speaker 2: Ne manca una. Una sola. Quella termica. Che va messa
Speaker 2: nella lista delle energie inutili. Quindi non è che sia
Speaker 2: proprio una gran lista, diciamo, ce n'è uno. Andiamo a
Speaker 2: vedere cosa si intende per energia utile. Supponiamo di voler
Speaker 2: fornire a Gualtiero dell'energia. Diciamo 50.000 Joule. Potremmo metterlo a un'altezza
Speaker 2: di mille metri da terra. in quel caso gli forniremmo
Speaker 2: energia potenziale, oppure potremmo lanciarlo a una velocità di 140 metri
Speaker 2: al secondo e in questo caso gli forniremmo energia cinetica,
Speaker 2: oppure alzare la temperatura del suo corpo di 3 gradi, ossia
Speaker 2: fornirgli energia termica, oppure ancora rifornirlo di un etto di crocchette,
Speaker 2: che credo che per lui sia la soluzione più preferibile
Speaker 2: e nel nostro caso si chiama energia chimica. Ma il
Speaker 2: nocciolo del discorso sta nel fatto che le forme di
Speaker 2: energia di cui abbiamo detto non sono equivalenti. Aumentare la
Speaker 2: sua temperatura, ossia fornirgli questi 50.000 J tramite energia termica, non
Speaker 2: è la stessa cosa. L'energia utile è energia libera, è
Speaker 2: quella che possiamo utilizzare per fare del lavoro. Se vogliamo banalizzare,
Speaker 2: diciamo che questa energia consiste nell'esercitare una forza che sposta
Speaker 2: un oggetto. Prendiamo sempre Gualtiero che cade dal tavolo. Ipotizziamo
Speaker 2: cada su una catapulta. Se io metto un oggetto sulla catapulta,
Speaker 2: dall'altro lato rispetto a quello dove cade lui, posso farglielo spostare,
Speaker 2: cioè lui cade da una parte la catapulta, dall'altra parte
Speaker 2: sale l'oggetto, la classica catapulta appunto. In questo caso sfrutto
Speaker 2: la sua energia cinetica per compiere un lavoro, ossia sollevare
Speaker 2: un oggetto. In pratica sto utilizzando energia potenziale, gualtiero sul tavolo,
Speaker 2: la trasformo in energia cinetica, salta giù dal tavolo, e
Speaker 2: la trasformo in lavoro. Alza un oggetto. Mi è stata utile.
Speaker 2: Ovviamente se il mio scopo era far salire l'oggetto, è chiaro.
Speaker 2: Ma se io scaldo il gatto, l'oggetto non lo sposto.
Speaker 2: L'energia termica non sembra esserci molto utile in questo caso.
Speaker 2: Non posso neppure ritrasformare questa energia termica in potenziale e cinetica.
Speaker 2: In pratica l'energia termica è energia inutilizzabile. Per capirci, se
Speaker 2: scendete le scale seduti sulla ringhiera, alla fine avrete i
Speaker 2: glutei belli caldi. Ma non è che se vi scaldate
Speaker 2: le chiappe risalite le scale. Energia termica. Dunque, calore, ancora lui.
Speaker 2: Andiamo un pelo nel dettaglio. Cerchiamo di capire perché il
Speaker 2: calore è il brutto anatroccolo della nidiata delle energie. Il
Speaker 2: calore lo si associa spesso all'agitazione molecolare. Sappiamo che un
Speaker 2: corpo è tanto più caldo quanto più le molecole che
Speaker 2: lo compongono sono agitate. Questa agitazione è dunque un movimento,
Speaker 2: per cui in fin dei conti si potrebbe ricondurre il
Speaker 2: calore al concetto di energia cinetica, no? Che però è
Speaker 2: un'energia utile, abbiamo detto. Infatti non a caso si parla
Speaker 2: di energia cinetica interna per dar conto dell'agitazione molecolare. Di
Speaker 2: fatto però la misura del livello di agitazione delle molecole
Speaker 2: non è il calore, è ciò che noi chiamiamo temperatura.
Speaker 2: Se nella dinamica che studia il moto dei corpi la
Speaker 2: variabile fondamentale è il tempo, in termodinamica la variabile fondamentale
Speaker 2: è la temperatura. Ed entrambe si scrivono con la lettera T,
Speaker 2: giusto così per non confondersi. Il concetto di calore è
Speaker 2: più correttamente da legare, come abbiamo già detto nella prima puntata,
Speaker 2: a dei processi di trasferimento di energia. Per farla breve,
Speaker 2: quando un sistema compie una trasformazione, l'energia trasferita con mezzi
Speaker 2: non meccanici viene detta calore. Avevamo visto con Carnot che
Speaker 2: l'entropia rimane invariata solo nel caso di processi completamente reversibili.
Speaker 2: Ma nella realtà questi processi non esistono. C'è sempre un
Speaker 2: po' di energia che viene trasformata in calore nei vari
Speaker 2: passaggi e che impedisce al processo di essere completamente reversibile.
Speaker 2: Il processo reversibile è un processo ideale. Pertanto nella realtà
Speaker 2: dell'energia diventa inutilizzabile. Quindi si verifica un aumento di entropia.
Speaker 2: Ricordate che dicevamo che l'entropia è una funzione di stato?
Speaker 2: Se la misuriamo all'inizio del processo avrà un valore. Misurata
Speaker 2: allo stato finale avrà un valore maggiore. Non potrà mai
Speaker 2: diminuire perché abbiamo visto che nel processo ideale di macchina
Speaker 2: reversibile l'entropia non varia. Se diminuisse vorrebbe dire che il
Speaker 2: sistema ha guadagnato energia nel processo. Ma sappiamo dal primo
Speaker 2: principio della termodinamica che l'energia di un sistema non può variare.
Speaker 2: Si può solo trasformare e, ipotizzando di partire con tutta
Speaker 2: energia utilizzabile, durante le trasformazioni che avvengono succede sempre che
Speaker 2: un po' di energia diventi energia termica e dunque inutilizzabile.
Speaker 2: Cosa mi può dar conto allora di quanta energia inutile
Speaker 2: c'è in un sistema? Sempre lei, l'entropia. È facile notare
Speaker 2: che più l'energia inutile è alta, più è alta l'entropia.
Speaker 2: Sono direttamente proporzionali. Eccoci di fronte a un'altra e molto
Speaker 2: complessa dinamica ossia che l'entropia di un sistema isolato non
Speaker 2: può che aumentare quindi va in un solo verso ed
Speaker 2: ecco il legame con clausius il calore si spostava sempre
Speaker 2: dal corpo caldo a quello freddo aveva un solo verso
Speaker 2: ma questa nuova definizione è correlata anche a quella di
Speaker 2: lord kelvin ossia il nostro thompson ricordate che diceva che
Speaker 2: non si può trasformare tutto il calore in lavoro e
Speaker 2: L'entropia rappresenta quel qualcosa che si perde nei vari passaggi.
Speaker 2: L'energia rimane sì costante, ma una parte diventa inutile. Ecco
Speaker 2: la risposta alla domanda che ci eravamo posti alla fine
Speaker 2: della prima puntata. Ricordate che dicevamo, ma se l'energia si
Speaker 2: conserva sempre, allora perché? Si parla di problema energetico, si
Speaker 2: dice che dobbiamo risparmiarla, non consumarla. E avevamo detto che
Speaker 2: in realtà il problema non era l'energia, ma l'entropia. Ecco,
Speaker 2: eccoci qua. Ma come poteva una grandezza fisica scaturire da
Speaker 2: due studi completamente diversi e sotto due modalità tanto distanti?
Speaker 2: All'epoca non si sapeva ancora, ma l'entropia era una grandezza anomala.
Speaker 2: L'entropia è il brachetti della fisica, una trasformista pronta a
Speaker 2: comparire con nuove facce in altri contesti, a farci scoprire
Speaker 2: a distanza di tempo che dietro quegli abiti e quelle
Speaker 2: differenti forme si nascondeva, forse, il concetto più importante in
Speaker 2: cui la fisica si fosse mai imbattuta. L'entropia è l'arma
Speaker 2: di un delitto e le vittime non eravamo solo noi,
Speaker 2: ma l'intero universo. Abbiamo visto nella scorsa puntata che l'entropia
Speaker 2: può essere definita in vari modi. Non solo, nel corso
Speaker 2: del tempo sono stati scoperti circoscritti dei concetti in ambiti
Speaker 2: completamente diversi che rimandavano sempre a lei, l'entropia, che per
Speaker 2: questa ricchezza di sfaccettature è per molti la grandezza più
Speaker 2: intrigante della fisica. Proviamo a raccontarla da altre prospettive, ci
Speaker 2: permetterà di avere una visione più completa e di scoprire
Speaker 2: cose nuove. Se non l'avete fatto ascoltate le prime due
Speaker 2: puntate perché da lì ripartiamo e molte definizioni e concetti
Speaker 2: le abbiamo già dati. In particolare quello dell'energia termica di
Speaker 2: cui parliamo adesso. Quindi caldo e concetti un po' da
Speaker 2: rischio mal di testa. potremmo dire che l'entropia in un
Speaker 2: certo senso misura la qualità di energia di un corpo
Speaker 2: poca entropia corrisponde a energia di buona qualità purtroppo poiché
Speaker 2: l'entropia come abbiamo visto non può che aumentare va da
Speaker 2: sé che la qualità dell'energia posseduta da un corpo non
Speaker 2: può che degradarsi col tempo abbiamo anche visto che l'energia
Speaker 2: termica è di bassa qualità ma come può essere che
Speaker 2: l'energia termica sia inutile in fondo abbiamo fatto funzionare i
Speaker 2: treni con la combustione del carbone I motori a combustione
Speaker 2: in generale si chiamano a combustione mica per nulla, tramite
Speaker 2: il calore spostano le masse. Li usiamo proprio per far
Speaker 2: muovere locomotive, navi, auto. Non è forse energia termica che
Speaker 2: viene trasformata in movimento questa? Si passa da energia chimica
Speaker 2: a energia termica in un motore a vapore e poi
Speaker 2: diventa energia meccanica. Quindi possiamo convertire l'energia termica in energia
Speaker 2: meccanica e fare così che l'entropia si abbassi allora. Attenzione
Speaker 2: che c'è l'inganno. Sembra così, ma c'è un trucco da illusionisti.
Speaker 2: Il secondo principio della termodinamica parla di sistema isolato. Non
Speaker 2: è un caso se nella prima puntata abbiamo definito sistema
Speaker 2: e ambiente. Nulla è lasciato al caso, giusto la scala Fahrenheit.
Speaker 2: Prendiamo un motore elettrico. Potete isolarlo dall'esterno e continuerà a
Speaker 2: trasformare la sua energia elettrica in energia meccanica. ma un
Speaker 2: motore termico libera del calore in realtà un pochino anche
Speaker 2: quello elettrico ma non è questo il punto il motore
Speaker 2: termico ha bisogno di raffreddarsi e non solamente per evitare
Speaker 2: un surriscaldamento ma da un punto di vista essenziale se
Speaker 2: andate a vedervi lo schema del ciclo di un classico
Speaker 2: motore a quattro tempi si vede che nella fase 4 c'è
Speaker 2: lo scappamento perché tutto possa riprendere in un certo senso
Speaker 2: diciamo che rifila al mondo esterno il suo aumento di
Speaker 2: entropia quindi il sistema non è più isolato Per ogni
Speaker 2: corpo c'è una quantità di energia che non varia, a
Speaker 2: cui diamo il nome di energia interna. Ma non varia
Speaker 2: fin tanto che il sistema resta isolato dall'ambiente esterno. Questo
Speaker 2: lo si era dedotto dal fatto che non era possibile
Speaker 2: realizzare una macchina capace di produrre lavoro per conto suo
Speaker 2: senza bisogno di una sorgente esterna. La vostra auto di
Speaker 2: suo non avanza se non mettete il carburante. La bici
Speaker 2: di Rosalina non va se lei non pedala.
Speaker 3: Rosalina, Rosalina.
Speaker 2: Certo, possiamo considerare un sistema Rosalina e la sua bici insieme, ok?
Speaker 2: Ma lei non pedala se non mangia. Abbiamo sempre bisogno
Speaker 2: di qualcosa che arriva dall'ambiente. Questi enunciati e questi studi
Speaker 2: sembravano aver definitivamente concluso il discorso entropia. E invece un
Speaker 2: bel niente. Ci sono almeno altri tre aspetti in cui
Speaker 2: l'entropia è comparsa in forme totalmente diverse. E se ce
Speaker 2: li siamo tenuti per il finale è perché sono i
Speaker 2: più fighi.
Speaker 6: Fossi figo, indosserei vestiti trendy. Certe volte sono dei capi
Speaker 6: orrendi che a nessuno li rivendi
Speaker 2: Fossi figo parlerei meglio dell'entropia, ma è andata così. C'è
Speaker 2: un modo completamente diverso di vedere la questione e viene
Speaker 2: trovato da un uomo geniale ma dalla storia triste, al
Speaker 2: quale abbiamo dedicato una puntata della serie Geni Impolverati sul
Speaker 2: canale YouTube. Se oggi sentite la suggestiva definizione di entropia
Speaker 2: come disordine molecolare, lo dobbiamo a lui, Ludwig Boltzmann. Ma
Speaker 2: cosa significa che l'entropia è disordine molecolare? Per rispondere dobbiamo
Speaker 2: guardare il mondo da due punti di vista, quello macroscopico
Speaker 2: e quello microscopico. Le grandezze direttamente misurabili che costituiscono la
Speaker 2: descrizione macroscopica, temperatura, pressione, volume e così via, sono le
Speaker 2: medie nel tempo di tutta una serie di grandezze microscopiche.
Speaker 2: La descrizione macroscopica la si ottiene specificando le caratteristiche globali
Speaker 2: per mezzo di poche grandezze misurabili. La conoscenza di un
Speaker 2: numero sufficiente di queste coordinate permette di determinare lo stato
Speaker 2: interno di un sistema e in particolare la sua energia interna. Boltzmann,
Speaker 2: verso il 1870, vede il secondo principio della termodinamica come una
Speaker 2: legge statistica che può essere enunciato in termini di probabilità.
Speaker 2: Per lui un sistema chiuso tende sempre a trasformarsi da
Speaker 2: uno stato più ordinato a uno meno ordinato, perché lo
Speaker 2: stato meno ordinato ha più probabilità di prodursi. Questo possiamo
Speaker 2: vederlo nella quotidianità. Se io non metto mai a posto
Speaker 2: camera mia... tenderà ad assumere uno stato disordinato. Se io
Speaker 2: non intervengo... E di solito non si interviene, ma solo
Speaker 2: per testare la legge di Boltzmann, mica per altro su via.
Speaker 2: Se nessuno fa nulla, la stanza non si mette a
Speaker 2: posto da sola, perché lo stato di disordine ha più
Speaker 2: probabilità di prodursi. E chi sono io per oppormi alla
Speaker 2: legge delle probabilità? Quindi, sorprendentemente, il secondo principio ci dice
Speaker 2: che un sistema, la nostra stanza, una città, il pianeta Terra...
Speaker 2: lasciato a se stesso tende naturalmente verso stati disordinati quindi
Speaker 2: l'entropia viene vista come la misura del disordine di un
Speaker 2: sistema cosa succede però se io in un momento di
Speaker 2: insana follia riordino la stanza potremmo dire che localmente adesso
Speaker 2: c'è più ordine sembrerebbe che l'entropia sia diminuita ma non
Speaker 2: è così soffermiamoci un momento su questo esempio perché è
Speaker 2: importante Nel nostro esempio la stanza per comodità la faremo
Speaker 2: mettere a posto da Adèle Exarcopoulos. Adèle ti tocca, il
Speaker 2: video è mio e ci metto tutte le attrici francesi
Speaker 2: che voglio. Possiamo vedere la cosa da due prospettive. Caso A,
Speaker 2: consideriamo Adèle parte del sistema. Il sistema quindi è stanza
Speaker 2: più Adèle Exarcopoulos. Allora, devo tenere presente che Adèle ha
Speaker 2: fatto del lavoro per la stanza. E per fare questo
Speaker 2: il suo corpo ha trasformato energia chimica in energia termica
Speaker 2: e dunque l'energia totale del sistema è andata degradandosi, quindi
Speaker 2: l'entropia è aumentata. Se voglio invece considerare solo la stanza
Speaker 2: che prima era in disordine e poi, dopo il passaggio
Speaker 2: di Adele, è in ordine, posso dire che l'entropia della
Speaker 2: stanza sarà anche idealmente diminuita. Dico così perché la stanza
Speaker 2: è chiaramente un'analogia. In ogni caso non possiamo dire che
Speaker 2: sia violato il secondo principio della termodinamica perché non possiamo
Speaker 2: affatto considerare la stanza come un sistema isolato, ossia termodinamicamente chiuso,
Speaker 2: dal momento che Adele Hexacopulos entra nella stanza per fare ordine.
Speaker 2: Adele in questo caso rappresenta chiaramente un'interazione fra il sistema
Speaker 2: e l'ambiente, che tra l'altro è anche un bel ambiente.
Speaker 2: Se voglio trovare l'entropia globale, devo metterci ancora, come nel
Speaker 2: primo caso, l'aumento dell'entropia di Adele. E dunque l'entropia totale aumenta.
Speaker 2: Che poi è il motivo per cui non si mette
Speaker 2: mai a posto, per non aumentare l'entropia. Il calore è
Speaker 2: dunque una forma disordinata, mentre il lavoro meccanico è ordinato
Speaker 2: e indirizzabile. Il lavoro può completamente convertirsi in calore, ma
Speaker 2: non il viceversa, come diceva Lord Kelvin. Anche se, sotto
Speaker 2: certe condizioni, teoricamente questo potrebbe avvenire alla temperatura di 0 Kelvin.
Speaker 2: Ma stronchiamo qualsiasi entusiasmo ricordando il terzo principio della termodinamica
Speaker 2: che dice che non è possibile raggiungere gli 0 Kelvin. Almeno
Speaker 2: non con un numero finito di passaggi. Che è come
Speaker 2: dire che non si raggiunge. E questo è un altro
Speaker 2: modo di formulare il terzo principio che la puntata scorsa
Speaker 2: avevamo invece enunciato diversamente. Avevamo detto che l'entropia allo zero
Speaker 2: assoluto vale zero, che è sempre il terzo principio della termodinamica.
Speaker 2: Ma non finisce qui. Nel ventesimo secolo l'ingegnere e matematico
Speaker 2: statunitense Claude Elwood Shannon mostra che il concetto di entropia
Speaker 2: può essere applicato anche all'informazione e alla trasmissione di informazione.
Speaker 2: In pratica dimostra che un sistema chiuso può mantenere costante
Speaker 2: il proprio contenuto di informazione o diminuirlo, ma non potrà
Speaker 2: mai aumentarlo. Un sistema chiuso può solo dimenticare le informazioni,
Speaker 2: mai crearne di nuove. Un disco in vinile, una musica setta,
Speaker 2: un qualsiasi nastro magnetico, un libro, si deteriorano e non
Speaker 2: potranno mai più riacquistare il loro contenuto originario. Ancora una
Speaker 2: volta ci si imbatte con l'aumento dell'entropia, questa volta vista
Speaker 2: come perdita di contenuto di informazione di un sistema. Ed
Speaker 2: è tutto questo che rende l'entropia così interessante e sottile.
Speaker 2: è una nozione che si è costruita storicamente da differenti
Speaker 2: punti di vista. Inizialmente il punto di vista degli ingegneri
Speaker 2: che costruivano le macchine termiche, poi il punto di vista
Speaker 2: degli statistici che si interessavano allo stato microscopico della materia,
Speaker 2: più recentemente da matematici che l'hanno guardata sotto il profilo
Speaker 2: della teoria dell'informazione. Ma torniamo per un momento alla nostra
Speaker 2: energia termica. C'è una domanda a cui bisognerebbe provare a rispondere.
Speaker 2: Da dove viene l'impossibilità di convertire l'energia termica in energia utile?
Speaker 2: Mica è vergata nella roccia sta cosa, ci sarà un perché.
Speaker 3: Ma
Speaker 2: anche stamattina va bene comunque, basta scoprirlo. Possiamo cercare di
Speaker 2: dare una spiegazione a livello microscopico. Quando riscaldiamo un oggetto,
Speaker 2: ossia quando aumentiamo la sua temperatura, aumentiamo di fatto la
Speaker 2: velocità degli atomi che lo costituiscono. Gli atomi che compongono
Speaker 2: un oggetto oscillano attorno alla loro posizione a velocità molto
Speaker 2: elevate dell'ordine di centinaia di metri al secondo e, quando
Speaker 2: aumentiamo la loro temperatura, aumentiamo la velocità di agitazione. L'energia
Speaker 2: termica è dunque una forma microscopica di energia cinetica, ma
Speaker 2: la grande differenza con l'energia cinetica macroscopica è l'organizzazione. Quando
Speaker 2: voi lanciate un corpo a una certa velocità, gli date
Speaker 2: una direzione e gli atomi si spostano in modo coerente,
Speaker 2: in modo organizzato potremmo dire, all'incirca tutti in quella direzione.
Speaker 2: Al contrario, quando riscaldate, certo aumentate la velocità di vibrazione
Speaker 2: di ogni atomo, ma in modo disordinato, incoerente, non nello
Speaker 2: stesso modo per tutti. Da un lato avete una forma
Speaker 2: di energia cinetica ben ordinata e dunque utile e recuperabile,
Speaker 2: dall'altro è un casino, non si può farci nulla. Per
Speaker 2: questo si associa spesso l'entropia al concetto di disordine. L'entropia
Speaker 2: di un oggetto può essere vista come la misura del
Speaker 2: suo disordine a livello microscopico. In ultima analisi, l'entropia misura
Speaker 2: la quantità di energia non più disponibile in un sistema
Speaker 2: chiuso e isolato. chiudiamo tornando ai nostri tre principi della
Speaker 2: termodinamica che alla fine sono un unico discorso che potrebbe
Speaker 2: recitare così 1 il calore può essere convertito in lavoro 2 può
Speaker 2: esserlo completamente solo allo zero assoluto 3 lo zero assoluto non
Speaker 2: è raggiungibile tornando all'analogia della partita che avevamo fatto la
Speaker 2: prima puntata è come dire che la cosa che ci
Speaker 2: farebbe pareggiare la partita è succede solo a una condizione
Speaker 2: e quella condizione non può verificarsi infatti per il primo
Speaker 2: principio della termodinamica l'energia di un sistema isolato non varia
Speaker 2: si può solo trasformare e da qui si potrebbe dedurre
Speaker 2: che l'energia chiusa di un sistema oltre a essere costante
Speaker 2: è anche recuperabile sempre Ma poi entra in gioco il
Speaker 2: secondo principio della termodinamica che dice che un sistema chiuso
Speaker 2: tende a un equilibrio in cui è massima l'energia non
Speaker 2: più disponibile. E questo vale per tutto, per la nostra stanza,
Speaker 2: per la Terra e, in ultima analisi, per l'universo, che
Speaker 2: andrà dunque probabilmente incontro a una morte termica. Discorsetto che
Speaker 2: torna sempre buono se dovete rovinare la serata agli amici.
Speaker 2: Come forse avrete notato, l'entropia, specialmente in alcune sue definizioni,
Speaker 2: ha un qualcosa di familiare. Ricordate, il disordine è più probabile.
Speaker 2: Alcune considerazioni fatte in questi tre video ci sono sembrate ovvie,
Speaker 2: come il calore fluisce dal corpo più caldo a quello
Speaker 2: più freddo. In fondo l'entropia ce l'abbiamo sempre avuta davanti
Speaker 2: agli occhi. L'entropia è una evidente asimmetria. L'uovo che viene
Speaker 2: rotto e poi sbattuto o fatto all'occhio di bue non
Speaker 2: può più tornare come prima. Il processo non è reversibile.
Speaker 2: Per formalizzare questa assimmetria è stato necessario definire bene il
Speaker 2: concetto di energia. Abbiamo parlato di qualità di energia e
Speaker 2: abbiamo visto che l'energia è vero che non si crea,
Speaker 2: non si distrugge, però si deteriora. L'entropia non può che
Speaker 2: aumentare avendo un solo verso da origine a un'evidente assimmetria
Speaker 2: delle leggi della fisica. Ma c'è un'altra cosa totalmente assimmetrica
Speaker 2: in cui siamo immersi. Cos'è che ha un solo verso
Speaker 2: e non è reversibile? Cos'è che, proprio come l'entropia, va
Speaker 2: solo da una parte e da lì non si torna
Speaker 2: più indietro? Il tempo. Fino ad ora abbiamo sempre detto
Speaker 2: che col tempo l'energia si deteriora, oppure che col passare
Speaker 2: del tempo l'entropia aumenta. Ma se invertissimo i termini della frase,
Speaker 2: potremmo dire che il tempo avanza nella direzione in cui
Speaker 2: l'entropia cresce. Poniamo di non avere orologi e di non
Speaker 2: sapere se il tempo scorra e se scorre non sappiamo
Speaker 2: in quale verso. In teoria abbiamo almeno tre modi per
Speaker 2: determinare in che verso scorre il tempo in un sistema
Speaker 2: termodinamicamente isolato. Primo, il tempo scorre nel verso in cui
Speaker 2: il livello di entropia aumenta. Secondo, il percorso del tempo
Speaker 2: indica gli stati più probabili. Terzo, il tempo scorre nel
Speaker 2: verso in cui il contenuto di informazione diminuisce. Questo ci
Speaker 2: serve per determinare quella che Eddington chiamò freccia del tempo.
Speaker 2: Ma l'entropia non cresce all'infinito. Cosa succede allora quando si
Speaker 2: raggiunge lo stato di massima entropia? A quel punto l'entropia
Speaker 2: non può più aumentare. Il disordine molecolare è massimo. L'energia
Speaker 2: è tutta inutilizzabile. L'informazione persa. Se l'incremento di entropia era
Speaker 2: il mio modo di capire il verso della freccia del tempo,
Speaker 2: quando si raggiunge lo stato di massima entropia? Cosa fa
Speaker 2: il tempo? Si ferma? Continua? E se continua, da che
Speaker 2: parte va? Non risponderemo qui, su questo canale podcast e
Speaker 2: sul canale youtube trovate un'intera serie dedicata al tempo di 7 episodi,
Speaker 2: per chi non volesse sciropparsela tutta è il secondo episodio
Speaker 2: quello più collegato al concetto di entropia, poi sarebbe meglio
Speaker 2: vedere anche il primo per inquadrare meglio il secondo, insomma
Speaker 2: vedete poi voi. Per quanto riguarda questa serie podcast sull'entropia,
Speaker 2: noi qui abbiamo finito. Se avete piacere che Curious continui
Speaker 2: il suo percorso di divulgazione, fateci conoscere, condividete i nostri
Speaker 2: video di YouTube, i nostri podcast, acquistate i nostri prodotti,
Speaker 2: li trovate sul sito associazioneatelier. it che vi metto in descrizione.
Speaker 2: Tra i nostri prodotti vedete che ci sono libri, cd
Speaker 2: e anche abbonamenti a contenuti esclusivi, almeno fin tanto che
Speaker 2: contengono dell'informazione, perché comunque poi l'entropia arriva dappertutto. un grande
Speaker 2: grazie a Matteo D'Alessandro che si è occupato del sound
Speaker 2: design di questo podcast e di tutta la serie sull'entropia
Speaker 2: ciao