Neutrino scrive (http://ocasapiens-dweb.blogautore.repubblica.it/2014/08/18/il-cattivo-maestro/comment-page-3/#comment-600244):
Date le posizioni iniziali e le velocità’ iniziali, noto il tipo di interazione (gravitazionale od elettromagnetica) si poteva determinare lo stato del sistema in ogni istante futuro.
Questa è la posizione di Laplace, che era un fisico non un chimico.
L’affermazione di Camillo e’ metafisica perché’ egli, e chiunque altro, non ha la capacita di formalizzare (definire cioè’ posizione, velocita’ ed interazione di tutti i costituenti) lo stato configurazione dell’universo attuale.
I chimici non hanno l’ambizione del fisico Laplace, per questo fanno affidamento sulla termodinamica, dove l’unità tipica è la mole, che rappresenta un numero di particelle pari al numero di Avogadro, 10^23 particelle per volta, grandezza macro.
I chimici non desiderano formalizzare lo stato configurazione dell’universo attuale.
La termodinamica chimica si occupa solo di proprietà bulk della materia (pressione, temperatura, volume, concentrazione, potenziali di cella, suscettibilità magnetica, capacità termica). E’ una scienza empirica e fenomenologica.
Forse un minimo di conoscenza di storia della scienza sarebbe di aiuto.
Se scrivo le equazioni di campo per tutti i quark ed elettroni che costituiscono l’universo so quando e come le dolomiti spariranno …
Siccome un fisico non sa scrivere le equazioni di campo necessarie, non è in grado di stabilire se le Dolomiti o le piramidi egizie sono destinate a livellarsi, a ridurre a zero l’energia potenziale dei loro componenti. La termodinamica chimica invece, utilizzando macroquantità, è in grado di decretare che tale livellamento avverrà. In termodinamica le equazioni di campo non servono, si tratta di un uso improprio.
La fisica in presenza di infiniti gradi di libertà’ non puo’ far nulla.
Se si usano le grandezze della termodinamica – pressione, temperatura, volume, potenziali di cella, suscettibilità magnetica, capacità termica – la chimica è in grado di fornire le risposte per le quali la fisica si dichiara impotente.
fusionefredda 
@Claudio
Con l’aiuto di oca ho letto di che si tratta.
La situazione è sempre la stessa: non si può ricavare energia da un ciclo di reazioni. Se si parte da acqua e si produce acqua il bilancio energetico è zero se si lavora in condizioni reversibili, negativo in condizioni reali. Si possono immaginare le più diverse situazioni intermedie, ma se le reazioni appartengono a un ciclo non si ricava energia, anzi, si spende, perché l’irreversibilità ha un costo.
Si potrebbe ricavare energia dall’acqua se esistesse un composto di idrogeno e ossigeno dove le energie di legame H-O sono più forti che nell’acqua che conosciamo. Se esistesse, l’acqua si trasformerebbe in quella molecola più stabile in tempi che non potremmo conoscere per via termodinamica.
seguo
Mi accodo
@Camillo
Mi ero ripromesso di non intervenire sulla storia delle Dolomiti e del secondo principio (SPT) per non gettare altra benzina sul fuoco. Ora che hai aggiunto le piramidi e Neutrino3 non posso esimermi.
Io, come te, come Oca e come Neutrino, tanto per limitarmi alle due persone che continui a chiamare in causa, non ho dubbi che molto probabilmente Dolomiti (dopo) e piramidi (prima) finiranno spianate. Nota il molto probabilmente, dovuto a un asteroide errante o al fatto che ancora non sappiamo stabilire con certezza se l’orbita terrestre è stabile o caotica e non dico tra una settimana ma magari tra un po’ la terra precipita sul sole.
Dal punto di vista concettuale l’associazione del SPT alle Dolomiti mi crea un po’ di mal di pancia perché il SPT non le fa franare, a quello pensano l’erosione e la gravità, ma impedisce che i sassi tornino verso l’alto; lo fa con probabilità quasi unitaria. Masiero, e te di conseguenza, non rispondete al sano principio enunciato dalla seguente frase: “correlation does not imply causation”.
Per me il SPT è un notaio asettico che si limita appunto a prender nota che la frana è irreversibile e indietro non si torna, ma non causa la frana. E’ il nostro buon senso (il SPT è una legge di buon senso) che ci dipinge l’inevitabilità del tutto. L’universo potrebbe finire prima che le Dolomiti vengano spianate. Solo Verlinde dipinge la gravità come una forza entropica, ma la strada è lunga, più di quella di Prygogine e Onsager.
Francamente ho anche difficoltà a capire quale sia il sistema isolato cui applichiamo il SPT: sicuramente c’è il sole che causa vento e pioggia, l’atmosfera, almeno il Veneto e il magma sottostante.
Sulla morte termica ho infinite perplessità, e non mi pare di essere il solo. La storia comincia da Plank e passa attraverso centinaia di altri scienziati. Non vale citarne uno (Davies) o addirittura un blog brasiliano.
Noi sappiamo che l’entropia nei sistemi isolati aumenta in presenza di fenomeni spontanei: quello che non sappiamo è se nell’universo aumenta più di quanto aumenti la disponibilità di entropia massima per via dell’espansione. Ammettiamo che oggi l’entropia valga 1000 unità arbitrarie (UA) e debba raggiungere il massimo che attualmente è fissato a 1 miliardo di UA. Se quando raggiungerà 2000 UA, il massimo sarà passato a 1,5 miliardi di UA, la morte termica te la puoi scordare. La pretesa poi di estendere a un tempo pressoché infinito le osservazioni di 150 anni mi lasciano perplesso assai: non lo facciamo per nessuna branca della scienza; perché la termodinamica dovrebbe fare eccezione? Se l’entropia sta aumentando da 13 miliardi di anni vuol dire che è partita da un valore estremamente basso: chi ha messo l’universo in quello stato? Uno sperimentatore come si fa con i gas? Non è che magari tra altri 13 miliardi di anni c’è uno sconvolgimento cosmico e l’entropia diminuisce tutta assieme? Come tiene conto la termodinamica della gravità? Un sistema isolato in prossimità del sole fa le stesse cose che fa in prossimità della terra? Come tiene conto la termodinamica della materia oscura e della energia oscura ammesso che esistano davvero? Non è che quando diciamo che la terra finirà liscia come una pallina da ping pong ci stiamo allargando un po’ troppo?
Ti lascio con un quesito: il SPT ci dice che c’è una grandezza bislacca, l’entropia, che in genere aumenta (passami la semplificazione di buon senso). Che cosa la fa aumentare? Detto meglio, qual è la ragione per cui aumenta? Non pretendo che tu conosca la risposta, in fondo non hai studiato termodinamica statistica ma solo termodinamica chimica. Se conosci o trovi la risposta capirai che il dogma dell’entropia massima dello stato di equilibrio è una fallacia concettuale e che ogni sistema balla intorno alla massima entropia; chi più chi meno. Solo che per la quasi totalità, grazie ad Avogadro, non ce ne accorgiamo; e ci va bene così.
Sappi che disapprovo il tuo comportamento nei confronti di Oca e Neutrino e non capisco perché continui a chiedere che lavoro facciano lui e GVDR, avendoci pranzato assieme e avendoci speso un pomeriggio intero a dibattere dell’etica nella scienza. E’ un gioco nuovo?
@Giancarlo
Grazie per avere dedicato tempo al confronto sulla termodinamica, che considero di enorme importanza. Risponderò in modo articolato di notte, entrando nel merito.
In realtà, pur conoscendo Neutrino, non so in che cosa sia specializzato.
Il mio solo interesse è evitare che vengano diffuse concezioni errate sulla termodinamica. Di commento in commento, a partire dalla valutazione delle costante di dissociazione della molecola di idrogeno in funzione della temperatura, su cui un certo Maxwell65 aveva dei dubbi, ho dovuto parare diverse posizioni scorrette da un punto di vista chimico. La termodinamica è stata impiegata da Celani e Ahern; è presente in Carpinteri e in tutta la over unity; è presente in Mills; è riemersa dalle osservazioni di Claudio e di Massimo55. Pochi hanno capito che le Tabelle JANAF non sono un manuale Colombo pieno di moduli e coefficienti correttivi, adatto alla pratica di cantiere.
E’ importante convincere gli amici che la termodinamica statistica è elegantissima sulle molecole gassose, ma non è di alcuna utilità per lo stato solido e per gli ioni in soluzione, una bella fetta di materia. A me importa che la gente capisca, anche i non addetti ai lavori. Oca rappresenta egregiamente la posizione dei non addetti e quindi serve da trigger per ulteriori considerazioni. Insomma, c’è molto lavoro da fare.
Non è accanimento, ma un obbligo non lasciare cadere certe suggestioni che possono essere utilizzate per fare falsa scienza finanziata dal pubblico. Non sono chimico per caso e Celani può essere fermato solo da chimici, dato che tutto l’INFN non c’è riuscito.
Avrai notato che non c’è nulla di personale nei miei comportamenti; come amministratore di un blog a me interessano i concetti. Se tocca intercettare Neutrino, pazienza. Amicus Plato, sed magis amica veritas.
Per esempio sono certo che con Ivodivo potrei intendermi su molti punti, anche se mi ha definito cialtrone; se ne accorgerà quando scriverò il post Masiero. Per ora sono più importanti i post Neutrino, che si occupano di termodinamica.
A presto, buon pomeriggio.
@Giancarlo
Anche l’enunciato di Clausius “L’entropia dell’Universo tende verso un massimo” ha le stesse caratteristiche di affermazione generica. Talmente generica che in certi punti dell’Universo l’entropia può anche diminuire. Sulla Terra diminuisce in un organismo vivente. Il secondo principio stabilisce che qualsiasi gradiente è destinato a scomparire; non stabilisce niente su un singolo gradiente; non ci interessa se un masso si stacca dalla cima di una montagna perché colpito dallo zoccolo di uno stambecco o dal calcio di uno scalatore. Mai la termodinamica si occupa dei percorsi delle trasformazioni; considera solo stato iniziale e stato finale di una trasformazione. Lo stato finale è quello di minima energia gravitazionale, che si raggiunge solo quando la Terra è simile a una palla da biliardo. Se prima che ciò avvenga si ha una collisione con un astro o l’inghiottimento da parte del Sole, il problema si sposta semplicemente su un altro sistema. La Terra è solo un subsistema preso perché ci fa comodo, ma il destino di perdere capacità di produrre lavoro riguarda tutto l’Universo, di cui la Terra è parte.
Lo afferma Clausius usando una definizione estremamente generica, ma per questo di valore universale. Contraddire Clausius significa contraddire la termodinamica.
Massima entropia significa massima indifferenziazione; ci sarà un momento in cui un km^3 di spazio conterrà materia indistinguibile da un km^3 di spazio distante mille anni luce.
Ci sono altre ipotesi cosmologiche da considerare ma la legge di Clausius viene conservato comunque.
Ma non dobbiamo scomodarci troppo; ci serve far capire che Masiero non ha sbagliato attribuendo al secondo principio il destino delle Dolomiti. Oca, Neutrino e Gvdr l’hanno capito? Credo proprio di no. Sandro75k l’ha capito; credo anche Gabrichan.
Si io credo di aver capito la cosa a livello teorico (la montagna si spiana prima o poi , se è più semplice ed immediato basti pensare ad un castello di sabbia costruito sulla spiaggia), però il discorso, come fa notare Giancarlo comunque è complesso, ci sono un sacco di variabili in gioco e probabilmente l’uomo si sarà già estinto prima di vedere che fine faranno le dolomiti o le piramidi, in più tutti sbagliano quando affermano qualcosa, basti pensare già solo alle cose dette 200 anni fa, ora fanno sorridere, come faranno sorridere le cosa che affermiamo noi ora tra un centinaio di anni.
Poi il discorso si complica ancora di più perché le affermazioni di una persona possono avere una certa percentuale di correttezza e non, quindi bisogna separare la pula dal grano e vagliare ogni singola affermazione, credo sia qui il problema, molta gente ci marci, si fa una bella fascina di idee corrette le si mischia con le castronerie sempre dette da quella persona e si butta tutto sul fuoco, purtroppo perdendo cosi anche le idee corrette.
@Gabrichan
Considerazioni molto pericolose, paralizzanti. Ragioniamo come sappiamo fare oggi, poi si vedrà. In scienza si procede passo passo senza timidezze, pronti a inciampare in qualcuno che ti dimostra che da un sistema isolato si può ricavare energia in quantità illimitata. Per adesso non ci crediamo, non facciamoci un complesso di inadeguatezza.
@Giancarlo
In che cosa è diversa la termodinamica statistica dalla termodinamica chimica? Le risposte che fornisce sono riportate nelle Tabelle JANAF. E’ uno strumento come un altro, anche se di uso più limitato, dato che è difficile definire le caratteristiche termodinamiche di un solido usando gli strumenti della termodinamica statistica.
Precisiamo che solo l’entropia di un sistema isolato è destinata ad aumentare. Molte reazioni chimiche avvengono con diminuzione di entropia. Specialmente in biologia.
La situazione è del tutto intuitiva: lasciato a sé un sistema isolato tende a perdere capacità di produrre lavoro, perché i gradienti di materia e energia tendono ad annullarsi, esattamente come due corpi in contatto a temperatura diversa tendono a portarsi alla stessa temperatura.
Massima entropia = massima uniformità.
Nota bene: tutti i trattati di termodinamica chimica contengono capitolo dedicati alla termodinamica statistica, anche l’Atkins. Gibbs è stato il più importante termodinamico statistico insieme a Boltzmann.
@Camillo
“esattamente come due corpi in contatto a temperatura diversa tendono a portarsi alla stessa temperatura.”
In termodinamica classica e’ cosi’, non necessariamente quando entra in gioco la relativita’ generale. Si chiama effetto Tolman-Ehrenfest: il gradiente di temperatura di un sistema all’equilibrio termico in uno spaziotempo stazionario e’ proporzionale alla curvatura dello spaziotempo (rozzamente: al campo gravitazionale).
Non so pero’ se esista una generalizzazione di questo effetto al caso di uno spaziotempo non-stazionario (e quindi dell’Universo in espansione). Piu’ in generale credo che una formulazione completamente relativistica della termodinamica sia un problema ancora in parte aperto, quindi come dice Giancarlo, bisogna fare attenzione ad estendere la termodinamica classica all’Universo nella sua interezza: il discorso non e’ cosi’ chiaro come certa divulgazione lascia intendere.
@Briggart
Divulgazione? Si tratta dell’enunciato di Clausius: Die Entropie der Welt strebt einem Maximum zu. Io traduco Welt con Universo, giusto? Cosa faccio, modifico l’enunciato di Clausius?
Ora però siamo fuori del mondo di Masiero, il quale si starà divertendo un sacco.
Camillo Franchini ha detto (5 settembre 2014 alle 8:03 pm):
La situazione è del tutto intuitiva: lasciato a sé un sistema isolato tende a perdere capacità di produrre lavoro, perché i gradienti di materia e energia tendono ad annullarsi, esattamente come due corpi in contatto a temperatura diversa tendono a portarsi alla stessa temperatura.
Massima entropia = massima uniformità.
Ma la Terra non è un sistema isolato, perlomeno non sulla scala temporale presa in considerazione.
Voglio inoltre ricordare che l’entropia di una palla da biliardo, che si stia raffreddando, diminuisce secondo la nota relazione:
ΔS = C ln(T2/T1) ,
con
T1 = temperatura iniziale,
T2 = temperatura finale < T1.
@FermiGas
La Terra è un sistema chiuso che riceve energia che, a parte l’episodio vita, serve solo ad accelerare la distruzione dei gradienti, muovendo venti e correnti di acqua che si accaniscono contro le strutture solide. Sicuramente la distruzione dei gradienti avviene più velocemente sulla Terra che sulla Luna.
La vita non cambia le cose, perché il singolo vivente non dà alcun contributo, dal momento che partecipa a un ciclo: polvere era e polvere ritorna.
La palla da biliardo è il risultato dei decrementi di energia potenziale. Come si comporti la palla da biliardo Terra quando intercetta la luce del Sole è interessante, ma merita un post separato.
Camillo Franchini ha detto (5 settembre 2014 alle 10:50 pm):
La Terra è un sistema chiuso che riceve energia
“Riceve energia”, dunque non è un sistema isolato, quindi a esso non è applicabile il 2° principio nella sua formulazione entropica (che parla, appunto, di sistemi isolati).
Dal mio punto di vista e considerata sempre la scala temporale in gioco, non riesco nemmeno a vedere la Terra come un sistema chiuso, in quanto essa è destinata a perdere tutta la sua atmosfera e le sue acque. Alcuni modelli dicono perfino il suo mantello o che verrà disintegrata dal Sole in fase di gigante rossa o che sarà bersaglio dei frammenti della Luna sbriciolata…
— —
muovendo venti e correnti di acqua che si accaniscono contro le strutture solide.
Venti e correnti d’acqua sono comunque essi stessi strutture ordinate.
@FermiGas
Le energie scatenate dal Sole accelerano il degrado dell’energia potenziale rappresentata da oggetti posti sopra il livello del mare. Sulla Terra si vedono in modo drammatico gli effetti della tendenza all’annullamento del gradiente gravitazionale. La fine delle Dolomiti è quella prevista da Masiero, perché è immaginabile che la Terra abbia di fronte abbastanza tempo per vedere mal ridotte le sue montagne.
Il problema è solo spostato su altri oggetti celesti. La tendenza all’annullamento dei gradienti resta.
Dipende; per il marinaio che deve spostare una barca nella direzione voluta il vento appare una struttura ordinata; se si tratta di flagellare le piramidi con tempeste di sabbia il vento si presenta come struttura disordinata. A noi interessa la sorte delle piramidi.
@Giancarlo
Scusami Giancarlo ma tu per dolomiti, cosa intendi?
L’evento geologico corrispondente mi isola il sistema dolomiti…
@sandro75k
Dolomiti è fuorviante. Parliamo del Monte Olimpo su Marte, 27 km di altezza.
Il problema è capire se il SPT lo spiana o prende solo atto che qualcuno l’ha spianato.
Siccome SPT vale sempre, pensa ad un universo molto semplice in cui il Monte Olimpo è ancora lì intatto, il solo non brucia più, sta a 300 K e oltre a lui esiste solo Marte a 250 K.
Io immagino che il sistema raggiunga la massima entropia (tutti e due a temperatura intermedia, tipo 290 K) prima che Olimpus venga spianato (da chi o che cosa?) e quindi muoia termicamente. Se pensiamo che l’energia libera venga fornita successivamente dalla gravità e l’universo non sia ancora morto, occorre introdurre da subito la gravità nella termodinamica, buchi neri compresi e riapplicare il SPT in queste condizioni. Che è quello che diceva Briggart poco sopra zittito da Camillo che ha riferito l’enunciato di Clausius nato molto prima di Einstein. O la Termodinamica fa scienza a sé?
Cosa faccio, modifico l’enunciato di Clausius?
Sarebbe pure ora, mi spiace per i tuoi libri destinati al caminetto.
@Giancarlo
Non è fuorviante, tutto è nato dalla critica di Oca sapiens dell’affermazione di Masiero.
Per favore, almeno sistemiamo le Dolomiti, altrimenti finiremo per occuparci del massimi sistemi dimenticandoci di Masiero, che aspetta giustizia.
Se è necessario, per il Monte Olimpo su Marte possiamo aspettare che i protoni decadano. O che segua la sorte di Marte che finirà inglobato dal Sole. Non abbiamo problemi di tempo, come sai.
A più tardi, ora è pomeriggio.
@Camillo
Lo afferma Clausius usando una definizione estremamente generica, ma per questo di valore universale. Contraddire Clausius significa contraddire la termodinamica.
Secondo me contraddire Clausius significa semplicemente contraddire la sua visione della termodinamica che nei passaggi all’infinito potrebbe fare cilecca.
Una obiezione forte viene da Plank, nel suo trattato di termodinamica:
Clausius summed up the first law by saying that the energy of the world remains constant; the second by saying that the entropy of the world tends towards a maximum. – Objection has justly been raised to this form of expression. The energy and the entropy of the world have no meaning, because such quantities admit of no accurate definition.
Da tifoso faccio il tifo per Plank, da uomo di scienza (una volta) invece sono d’accordo con lui. Mi spiace per Clausius.
Praticamente energia ed entropia dell’universo non sono definibili per cui la morte termica è pura speculazione. In ogni caso è Helmoltz a proporre per primo il concetto, una decina di anni prima che Clausius sistemasse la termodinamica non atomica.
Oggi la morte termica è ritenuta solo uno dei possibili sbocchi per la fine dell’universo di cui (dell’universo) non abbiamo capito granché. Per esempio c’è chi dice che all’inizio l’universo fosse in un stato primordiale di energia ripartita così come tu dici che finirà. L’unica differenza era l’assenza di buchi neri; per questo ti ho chiesto che dicono i tuoi libri sull’influenza della gravità sul SPT.
@Giancarlo
Passaggi all’infinito valgono solo in matematica. Clausius afferma più modestamente che in un sistema isolato l’entropia tende (zustreben) a un valore massimo. Bisogna aggiungere che Gibbs afferma che nello stesso sistema l’energia libera tende a zero, che è un valore più definito di “massimo”; zero è un numero. Clausius e Gibbs concordano.
Tutti i giorni incappiamo in questi concetti; lascia un pezzo di ferro esposto all’aria di mare e lo ritrovi arrugginito; metti una pila in un cassetto e dopo un anno è scarica. Noi invecchiamo e perdiamo di efficienza. Che un sistema isolato perda capacità di produrre lavoro è esperienza quotidiana.
Forse preferisci dire che l’energia libera di un sistema isolato tende a zero; ma cambia qualcosa?
Comunque l’enunciato di Clausius è ancora il più diffuso. Consulta qualche trattato e te ne renderai conto.
@Giancarlo
Non devi dispiacerti, perché i dubbi di Planck non sono usciti dalle sue personali considerazioni e l’enunciato di Clausius è accettato weltweit senza riserve.
@Camillo
La situazione è del tutto intuitiva: lasciato a sé un sistema isolato tende a perdere capacità di produrre lavoro, perché i gradienti di materia e energia tendono ad annullarsi, esattamente come due corpi in contatto a temperatura diversa tendono a portarsi alla stessa temperatura.
1) lasciato a sé un sistema isolato tende a perdere capacità di produrre lavoro, perché i gradienti di materia e energia tendono ad annullarsi, esattamente come due corpi in contatto a temperatura diversa tendono a portarsi alla stessa temperatura.
Perché? Che lo faccia siamo tutti d’accordo, però perché lo fa? Per i corpi a diversa temperatura è, direi, banale; urti tra molecole a temperatura differente ripartiscono l’energia e quindi mediano la temperatura aumentando l’entropia (notaio, per definizione). In un gas, in un liquido, in un solido (magari più lentamente). Ma perché i gradienti di materia ed energia tendono ad annullarsi?
@Giancarlo
Come sai, mi piace affidarmi a testi di autori che stimo.
“here we see clearly how the second law of thermodynamics translates into the reduction of the gradient with time. This simple system and its network analysis demonstrates unequivocally that the second law of thermodynamics is simply translated into a tendency for gradient reduction which is manifest only when the system is isolated and allowed to come to equilibrium. In non-equilibrium steady states, this tendency persists in the steady flow through the system resulting in the continual dissipation of energy”
Eric D. Schneider & Dorion Sagan
Into the Cool
The University of Chicago Press (2005)
L’ultima frase si riferisce al vivente che si mantiene nel suo steady state assumendo costantemente energia. Schrödinger avrebbe usato il termine “negentropia”.
Il capitolo quinto del libro citato si intitola:
Nature Abhors a Gradient
E’ la ragione per cui un torrente scende dal monte al mare e non viceversa. La Natura detesta i gradienti di energia potenziale, di qualunque energia potenziale, e finisce per annullarli tutti.
Per questo non compro mai pile in anticipo; le compro solo quando mi servono. In qualche modo la natura inventa come ridurre nel tempo l’energia della pila e io ci rimetto i soldi.
@Camillo
Citando l’esperimento con resistenze e condensatori (è quella la network di cui si parla) di Mikulecky hai fatto un notevole progresso rispetto alle posizioni di netta chiusura delle settimane scorse.
1) Secondo lui e gli autori del libro è l’abolizione dei gradienti e non l’aumento dell’entropia la grandezza significativa da tenere sotto osservazione
2) Ridefiniscono il SPT in termini di gradienti e non di entropia. Mica vale, non parlavamo di Clausius? 🙂 Così mi spiazzi.
3) Mettono il tempo nella termodinamica considerando l’evoluzione del gradiente nel tempo. Una settimana fa eri di opinione diversa. Però sono contento che tu abbia capito quello che in tanti cercavano di farti capire.
Ci stiamo allontanando da Clausius e avvicinandoci a una termodinamica atomica moderna, Non è male in una sola serata. Ora però ti debbo salutare; mi sono alzato alle 4:30 per accompagnare la famiglia all’aeroporto, mi si chiudono gli occhi.
Mi fa piacere che si possa parlare di concetti importanti e concettualmente difficili senza appartenenze di chiesa. Forse era il caso di farlo pure con Neutrino.
@Giancarlo
Abolizione dei gradienti e aumento di entropia sono rigorosamente la stessa cosa.
Considero Neutrino un provocatore da quando ha scritto:
Le tavole erano nientemeno le NIST-JANAF. Una gradassata gratuita, non provocata.
Ancora non riesco a capire in che settore della fisica lavori. Non capisco nemmeno perché si interessi di termodinamica chimica.
@Giancarlo
Mettere l’evoluzione del gradiente nel tempo è ovvio, ma non significa che le funzioni termodinamiche rinunciano alle loro caratteristiche di differenziali esatti. Si prendono in considerazione i punti di partenza e di arrivo delle trasformazioni e si trascurano i passaggi intermedi e il tempo necessario per raggiungere lo stato finale. In questo sta la potenza della termodinamica, prescinde dalle singole storie. Il calore sviluppato bruciando propano in miscela esplosiva è identico al calore sviluppato in una stufetta catalitica e propano, diverso però dal calore sviluppato da una pila a combustibile a propano. Solo prescindendo dal tempo si possono tabulare i dati identificativi di elementi e composti chimici. Io trovo il propano tra i composti tabulati; se considerassi i tempi di reazione non potrei avere quel mazzetto di numeri che mi dicono che razza di bestia è il propano e che cosa posso aspettarmi da lui. L’acqua è tabulata, anche se può essere prodotta in modo esplosivo o in modo graduale in una pila elettrochimica.
Carino questo passo di Taiz, che mette il evidenza l’impotenza della termodinamica di stabilire i tempi delle trasformazioni, delegandoli alla cinetica chimica, la scienza che tra l’altro si occupa di catalizzatori.
As long as the net change in entropy of the system plus its surroundings is positive, the process can take place spontaneously. That does not necessarily mean that the process will take place:
The rate is usually determined by kinetic factors separate from the entropy change. All the second law mandates is that the fate of the pyramids is to crumble into sand, while the sand will never reassemble itself into a pyramid; the law does not tell how quickly this must come about.
@Giancarlo
Affinché tu abbia un’idea dell’importanza che le Tabelle JANAF hanno per noi chimici, ti scandisco una pagina di un mio articolo del 1980 pubblicato su Ceramurgia. Revisore per la rivista fu il Dr Vincenzini della FIAT. L’articolo, e un altro che avevo scritto prima, gli piacque talmente che mi invitò nel suo laboratorio di Torino per mostrarmi quello che facevano nel campo delle ceramiche speciali. I due articoli si trovano sui Chemical Abstracts.
In pratica qualsiasi preparativa chimica non può prescindere dalla Tabelle JANAF. Come si faceva prima del 1966? Si consultava il Landolt-Börnstein o il CRC o qualche altra banca dati e si sperava di trovare i dati che servivano. Io stesso feci acquistare le Tabelle dal CAMEN, costavano una schioppettata.
Capisci ora perché considero detestabile il sarcasmo di Neutrino che vuole insegnare a un chimico come si fa chimica.
@Giancarlo
Porto un altro esempio di come la termodinamica non usa la funzione tempo.
Consultando le tabelle JANAF e facendo due calcoli, so che etilene e idrogeno possono reagire producendo etano. Non ho però alcuna informazione sul tempo necessario affinché la reazione avvenga. Devo procedere con esperimenti. Alla fine scopro che la reazione avviene velocemente se catalizzata da nickel.
Se la termodinamica mi avesse informato che la reazione non è possibile nelle condizioni di temperatura e pressione da me scelte, non avrei fatto alcun esperimento, perché non c’è catalizzatore che tenga per le reazioni termodinamicamente sfavorite.
La termodinamica è un formidabile salva tempo per i chimici. Prima i numeri e le curve, poi il laboratorio. Stessa cosa per l’elettrochimica. A che equilibrio arrivo se faccio reagire in ambiente acido del permanganato di potassio con lo ione cromico? Non è necessario che provi, bastano le Tabelle JANAF o quelle di Latimer Clark.
Per questo ritengo che l’intervento di Neutrino nel post NIST-JANAF sia stato un cazzeggio che ha confuso le idee a molti, invece di chiarirle. E’ inutile che si atteggi a chimico, non lo è ed è troppo tardi per diventarlo. Se è esperto di neutrini troppa grazia.
@Camillo
Non capisco perché tu perda tempo a spiegare a me come il tempo nella termodinamica classica (SPT ed entropia secondo Clausius ed epigoni) non sia necessario. Lo so perfettamente perché anche a me nei primi anni ’70 l’hanno insegnata così. In realtà io mi riferivo al libro scelto per illustrare il gradiente, che non si rifà alla termodinamica classica, ma a quella molto più recente di Hatsopoulos e Keenan [1] e di Kestin [2] che riformulano il SPT:
When an isolated system performs a process after the removal of a series of internal constraints, it will reach a unique state of equilibrium: this state of equilibrium is independent of the order in which the constraints are removed.
Chiamata Law of Stable Equilibrium da Hatsopoulos e Keenan e Unified Principle of Thermodynamics da Kestin. Ora, io ricordo la tua critica serrata alla termodinamica di non equilibrio e le tue liti con CdV, GVDR, Neutrino, Oca ed altri che non avrebbe trovato, secondo te, ancora posto in libri seri. Mi ha quindi stupito che proprio tu ti dichiarassi fervente estimatore degli autori di un libro che si rifà alla termodinamica di non-equilibrio e adotta un altro SPT che non è quello di Clausius, di Boltzmann o Carathéodory ma li contiene tutti. E’ chiaro che tutto questo serve per giustificare la vita, e quindi lo consigliamo a Mastromatteo, così la smette. Importantissimo è il punto in cui gli autori fanno vedere come la rate di produzione di entropia (kcal/ora/K) [spero che tu noti il tempo] sia funzione non lineare crescente di Ra, numero di Rayleigh [il gradiente]. Ossia la natura deve fare sforzi tremendi accrescendo altrove l’entropia ad un ritmo via via maggiore per contrastare i gradienti che vengono imposti. E’ un po’ diverso dal dire che SPT spiana i gradienti.
Questo è il corollario che gli autori della tua citazione aggiungono al SPT formulato da HKK:
The thermodynamic principle which governs the behaviour of systems is that, as they
are moved away from equilibrium they will utilize all avenues available to counter the
applied gradients. As the applied gradients increase, so does the system’s ability to
oppose further movement from equilibrium.
Abolizione dei gradienti e aumento di entropia sono rigorosamente la stessa cosa.
Direi che questa frase andrebbe riformulata alla luce di quanto sopra. E soprattutto non può averla detta Clausius.
Per tua informazione Hatsopoulos ha lavorato (1976) alla definizione di una Termodinamica Quantistica (so di darti un dispiacere), dove forse la morte termica non c’è.
PS: spezzettare le risposte in più commenti rende difficile seguire la discussione
Ti voglio fare un regalo: https://www.dropbox.com/s/y0yrkjdvvubudbb/Carath%C3%A9odory.pdf?dl=0
[1] Hatsopoulos, George, N.; Keenan, Joseph, H. (1965). Principles of General Thermodynamics. John Wiley & Sons, Inc. CCN 65-12709
[2] Kestin, J. (1976). The Second Law of Thermodynamics, Dowden, Hutchinson & Ross, Stroudsburg PA
@Giancarlo
E’ termodinamica classicissima, basta vederla dal punto di vista statistico. Minimo gradiente energetico = massima entropia. La termodinamica statistica non fa parte della termodinamica classica?
Provo a riformulare il SPT usando la funzione di Gibbs:
Die freie Energie der Welt strebt zu Null.
Zero è un numero; turba meno del termine Maximum usato per l’entropia. Inoltre l’entropia ha il difetto di non essere conservabile come l’energia dell’universo. Una grandezza sempre scomoda da usare.
En passant ti aggiungo un estratto trovato oggi:
For a given temperature and pressure, ∆G depends only on the composition of the reaction mixture; hence the alternative term “chemical potential” is particularly apt. Again, nothing is said about rate, only about direction. Whether a reaction having a given ∆G will proceed, and at what rate, is determined by kinetic rather than thermodynamic factors.
Buona serata
@Camillo
Quindi tu mi stai dicendo che il libro Into the Cool: Energy Flow, Thermodynamics, and Life di Eric D. Schneider e Dorion Sagan da te citato che adotta la definizione del SPT di Hatsopoulos &Co e la estende con quel corollario che ho riportato è termodinamica classica, pure se introduce il tempo e dice quello che il SPT consente e non quello che proibisce come invece era in Clausius e Boltzmann?
Mi troveresti il lavoro di Clausius o Boltzmann o qualcuno di quell’epoca in cui si parla di annullamento dei gradienti?
Buona serata anche a te.
@Giancarlo
Ci proverò, ma viene in automatico se prendi la
S = k ln W
S è massima quando W è massimo. W è massimo quando il sistema non contiene alcuna informazione, è massimamente uniforme, come accade quando due gas diversi vengo lasciati liberi di mescolarsi. Da due soluzioni di concentrazioni diverse si può ricavare energia elettrica. Se le soluzioni vengono lasciate mescolare non si ricava più energia. W è massimo quando nell’universo non esistono gradienti di sorta.
Vedo se trovo affermazioni di questo tipo, bisogna che legga. Forse bisogna visitare Shannon. L’uniformità non reca informazione.
@Giancarlo
Non vorrei che anche tu incappassi nell’errore di Gvdr che, dato che la l’entropia è una funzione che varia nel tempo e si può misurare il suo tasso di variazione (ma anche l’energia di Helmholtz, quella di Gibbs, l’entalpia), ritiene che la termodinamica faccia uso del tempo nelle sue funzioni si stato. Mi sembra che sia un’idea che fa spesso capolino nel blog di Oca, perché nessuno lo rileva. Credo che si trovi perfino in un post di Oca.
Rifletti su che cosa significa una funzione di stato e capirai che per il tempo non c’è posto. Del resto basta scorrere l’elenco delle funzioni di stato compilato da Bridgman. Una funzione di stato che contiene la variabile tempo non sarebbe di alcuna utilità, non sarebbe tabulabile; la termodinamica non sarebbe una scienza. E’ scienza in quanto dispone delle funzioni di stato.
@Giancarlo
Grazie; come vedi Carathéodory è strettamente osservante della dottrina di Clausius.
Dann lehrt die Erfahrung, … daß die Entropie nie abnehmen darf.
…
Jede Zustandsänderung, bei welcher der Wert der Entropie variiert, ist ” irreversibel”.
Come dice il saggio, teoria che funziona non si cambia.
@Camillo
Ci proverò, ma viene in automatico se prendi la
S = k ln W
S è massima quando W è massimo. W è massimo quando il sistema non contiene alcuna informazione, è massimamente uniforme, come accade quando due gas diversi vengo lasciati liberi di mescolarsi.
Ti stai avventurando fuori del tuo campo di expertise, la termodinamica chimica, e questa frase contiene due errori molto gravi.
Il primo è che in quell’espressione non c’è nulla da massimizzare in quanto W è un numero, il numero dei microstati termodinamici presenti nel sistema. Quell’espressione è già massima in quanto la formula vera di Boltzmann è questa
S = -k Σi pi log pi
dove pi è la probabilità dello stato i-esimo e la somma è estesa su tutti gli stati come da indice i.
La massimizzazione si fa qui: in assenza di vincoli strani la distribuzione di probabilità che massimizza l’entropia è quella uniforme pi = 1/W con W numero degli stati. Sostituendo ottieni la tua formula che è già l’entropia massima, quindi.
Il secondo errore riguarda l’affermazione sulla informazione nulla: l’informazione non è nulla ma è proprio quella che scrivi senza la k. Se la probabilità non fosse uniforme l’informazione sarebbe maggiore. Quindi la massima entropia non annulla l’informazione, la rende solo minima.
Come in un file zippato in cui tutti i caratteri ascii sono equiprobabili a differenza di un file word.
@Giancarlo
Per me W rappresenta il numero di complessioni (le chiamavano così quando studiavo io), quindi è una grandezza variabile. Se ho una scatola con cento palline bianche sovrapposte a cento palline nere, W assume un certo valore. Se agito e rendo tutto uniforme, il valore di W cambia.
Ma non sono sicuro di avere capito quello che vuoi dire.
Non so che informazione si ottenga da una scatola con le palline mischiate; tu scrivi che è minima, io dico che è zero. Da un punto di vista formale puoi avere ragione tu, non è il mio campo, ma cambia poco.
Non diventarmi come FermiGas che, a furia di puntualizzare, non riesce a vedere la sorte infausta delle Dolomiti, Dio ce le preservi a lungo.
Una descrizione efficace dell’entropia è questa di Klotz (2008):
It [l’entropia] is an index of the state of differentiation of the energy, an index of the
capacity to perform work, an index of the tendency toward spontaneous change.
The more a system exhausts its capacity for spontaneous change, the larger the
entropy index. Hence, we should preferably say that entropy is an index of exhaus-
tion; the more a system has lost its capacity for spontaneous change—the more
this capacity has been exhausted—the greater is the entropy.
Thus, the second law of thermodynamics provides us with a measure of this
exhaustion, the entropy change DS, to be used as the fundamental criterion of spon-
taneity.
Quindi l’entropia della Terra sarà massima quando ogni gradiente sarà annullato e monti e piramidi saranno appiattiti dagli agenti atmosferici, che si comportano come lo sperimentatore che scuote la scatola contenente le palle bianche e nere disposte in modo ordinato.
Tu mi hai consigliato due testi, ma non li posso leggere perché non li ho. Se credi puoi farci avere la scansione delle pagine che ti interessano.
Camillo Franchini ha detto (7 settembre 2014 alle 4:47 am):
Non diventarmi come FermiGas che, a furia di puntualizzare
Più che puntualizzare, io semplicemente mi rifiuto di ragionare partendo da premesse completamente errate. Vista la scala temporale in gioco, la Terra non è un sistema isolato, dunque a essa è inapplicabile il 2° principio nella sua formulazione entropica.
Benvenuto nella lista dei “cattivi” anti FF…
@FermiGas, vorrei farti notare che nella realtà nessun sistema è isolato, è solo una approssimazione teorica e formale per poter fare dei calcoli, tutte le trasformazioni termodinamiche sono teoriche, se ci ragioni, ad un certo punto devi dare per scontato che una pressione non cambi, che tutta l’energia dissipata non alteri la temperatura in cui viene dissipata, ecc.
Ragiona solo a livello qualitativo, il 2° principio della termodinamica suggerisce che tutti i gradienti tendano ad annichilirsi, quindi una montagna che è un accumulo di energia potenziale prima o poi, ma il tempo non conta ed è anche difficile da definibile ne serve definirlo, mi dice che la montagna diventerà una spianata sabbiosa.
Continuo a non capire perché ci sia ancora da discutere su sta cosa a me sembra abbastanza ovvia come cosa.
@Giancarlo “Come in un file zippato in cui tutti i caratteri ascii sono equiprobabili a differenza di un file word.” non è vero, una data sequenza di caratteri genererà secondo l’algoritmo di compressione usato un’altra determinata sequenza di caratteri (semplicemente un numero minore), se fossero mischiati in modo equiprobabile non si potrebbe dezippare il file e si perderebbero le informazioni iniziali.
Se fosse come dici tu sarebbe un modo di criptatura perfetto.
@Gabrichan
In un file zippato tutti i caratteri ascii sono equiprobabili (a meno del dizionario iniziale). L’entropia è 1 bit per binit, altrimenti potresti continuare a comprimere. In un file infinitamente lungo (molto lungo) sono equiprobabili anche le sequenze di più caratteri. Ti ci vogliono 10 minuti per scrivere un programma che faccia l’analisi e l’istogramma di un file zippato. Fallo e poi ne riparliamo.
La cosa è addirittura alla base della codifica entropica [Shannon–Fano · Shannon–Fano–Elias · Huffman · Adattiva di Huffman · Aritmetica · A catena · Golomb · Universale (Gamma · Exp-Golomb · Fibonacci · Levenshtein)] che è parimenti lossless.
Sei un esperto di teoria dell’informazione?
@Gabrichan
Non c’è neppure bisogno che ti scrivi il programma, lo trovi qui [ent.exe]:
http://www.fourmilab.ch/random/
Se lo fai girare senza switch -b ti fornisce l’entropia in bit/byte (il valore massimo è 8, ovviamente; in un file zippato tenendo conto dei byte in chiaro del dizionario si stà intorno a 7,9). Se metti lo switch -b analizza il file bit per bit e ti dà l’entropia in bit/binit o se preferisci in bit/bit come dicono tutti.
Considera che un file di testo ha valori bassissimi dell’entropia, intorno a 0,2 bit/binit.
Anche un file musicale wav ha entropia molto bassa, circa 0,5 bit/bit, tanto che flac ti può dimezzare senza perdite la dimensione del file.
Se ti vuoi risparmiare la fatica di utilizzare ent ti basta leggere qui
http://www.pcpedia.it/Hacking/introduzione-all-entropia-di-un-file.html
No, non sono un esperto, ma gli algoritmi di compressione li ho studiati e so che se do una certa sequenza di caratteri in ingressi ne ho una determinata sequenza in uscita, che dopo i caratteri generati abbiano una equa probabilità di essere generati su questo posso essere d’accordo, ma se comprimo 2 file uguali il file in uscita saranno uguali anch’essi.
Come so che non si può comprimere all’infinito perché al di sotto di una certa compressione non si può andare perché si perderebbero le informazioni iniziali,
anzi superata una compressione il file risultante risulta più lungo di quello in origine, ad esempio se zippi un file 2 volte la seconda volta il file sarà lungo come il risultato della prima, in vece se fai uno zip e poi un rar ottieni un file molto più piccolo,perché gli algoritmi di compressione sono differenti.
Gabrichan ha detto (7 settembre 2014 alle 2:31 pm):
nella realtà nessun sistema è isolato, è solo una approssimazione
D’accordo, infatti sarebbe stato sufficiente parlare di sistemi anche solo approssimativamente isolati: non avrei avuto nulla da ridire. Ma il punto è che la Terra non è assolutamente un sistema isolato. Dunque non ha senso pretendere di applicarvi il 2° principio.
@FermiGas
La Terra è un sistema chiuso che riceve energia solare che mette in moto fenomeni di abbattimento del gradiente gravitazionale come succede su altri pianeti dotati di guscio gassoso. La situazione è di una chiarezza da manuale. Il secondo principio si applica anche in questo caso: provoca l’abbattimento di un gradiente, è il suo mestiere.
Qua mi pare che Lei si stia annodando. I sistemi chiusi esistono e sono descritti. E’ come scuotere una scatola di palline bianche ordinatamente sovrapposte a palline nere. Le sembra che la tendenza entropica verso l’omogeneizzazione venga a cadere, perché c’è un omino esterno che scuote la scatola?
La Terra è scossa dall’energia solare che muove acqua e atmosfera. Tale scuotimento provoca uniformità, omogeneizzazione.
Gabrichan ha capito bene, come Masiero. Le Dolomiti sono destinate a essere piallate, per rispondere alla tendenza verso l’uniformità imposta dal SPT.
Camillo Franchini ha detto (7 settembre 2014 alle 4:01 pm):
La Terra è scossa dall’energia solare che muove acqua e atmosfera. Tale scuotimento provoca uniformità, omogeneizzazione.
A me sembra che si generino anche molte strutture ordinate: venti, uragani, correnti marine, vita, ecc.
In ogni caso, siete liberi di applicare il 2° principio anche a sistemi non isolati o chiusi o aperti, se così vi piace. Dal mio punto di vista, mi limito solo a dire che è sbagliato.
Guarda che in realtà il problema è il contrario, non esiste un sistema isolato come insegna la MQ, già il fatto che ci sia un osservatore lo fa diventare un sistema aperto, che poi si astragga e si isoli il tutto per poter fare dei calcoli e delle proiezioni quella è una facilitazione a cui si ricorre per semplificare la cosa.
Quindi si può tranquillamente prendere una montagna come sistema isolato, valutarne la struttura e conformazione chimica e prevedere come acqua, freddo, caldo e vento ne altereranno la struttura consumandola.
Gabrichan ha detto (7 settembre 2014 alle 7:42 pm):
Guarda che in realtà il problema è il contrario, non esiste un sistema isolato
Ma, ripeto, in prima approssimazione si può individuare un sistema quasi-isolato e riferirsi a questo. Il problema è che una montagna o la Terra non sono nemmeno lontanamente quasi-isolati.
— —
Quindi si può tranquillamente prendere una montagna come sistema isolato, valutarne la struttura e conformazione chimica e prevedere come acqua, freddo, caldo e vento ne altereranno la struttura consumandola.
Seguendo lo stesso ragionamento, di fronte a un lago – assunto come sistema isolato – che ghiaccia dovrei concludere che mi trovo davanti a una palese violazione del 2° principio, in quanto è a tutti noto che la solidificazione dell’acqua comporta una sua diminuzione d’entropia.
Forse è il caso di rivedere la definizione di “sistema isolato”.
@Giancarlo
Aggiungo un’altra pagina del mio lavoro della fine degli anni ’70 dove si dimostra come uno studio termodinamico preliminare consenta di scegliere le condizioni sperimentali ottimali per ottenere una certa reazione. La termodinamica avrebbe anche potuto escludere la possibilità della reazione o collocarla a temperature impossibili.
Tutti i dati usato provengono dalle Tabelle JANAF.
Non pubblico tutto il lavoro perché è proprietà della rivista.
Un lavoro analogo è stato fatto per la sintesi di monocarburo di uranio. Si trova in Scribd, lo ho già segnalato. Ho applicato la termodinamica per valutare gli effetti di ioni inorganici nelle piogge acide sulla corrosione del ferro e dell’alluminio. Non è uno studio sulla velocità di corrosione, che la termodinamica non mi avrebbe consentito di fare.
@Camillo
Per me W rappresenta il numero di complessioni (le chiamavano così quando studiavo io), quindi è una grandezza variabile. Se ho una scatola con cento palline bianche sovrapposte a cento palline nere, W assume un certo valore. Se agito e rendo tutto uniforme, il valore di W cambia. Ma non sono sicuro di avere capito quello che vuoi dire.
2. In meccanica statistica, ciascuno dei modi con cui si può realizzare microscopicamente una determinata configurazione statistica di un sistema di particelle. [Treccani]
Anche per me W rappresenta il numero delle complessioni. Come tale è fisso: le 200 palline, immaginale in fila; si possono disporre in N modi distinti tenendo conto dell’indistinguibilità delle palline che sono solo o nere o bianche ma non si chiamano pippo o pluto (ingresso della MQ nella termodinamica). Tu parti da una configurazione estremamente improbabile, 100 bianche poi 100 nere di seguito e le mescoli. Giustamente l’entropia aumenta e il sistema va verso configurazioni più probabili (sono di più) ma il numero di complessioni quello era e quello rimane. Ti basta guardare wikipedia per capire meglio quello che ho detto e trovare l’entropia secondo Boltzmann seconfo la formula con le probabilità che ti ho fornito io.
Se è ancora incomprensibile ti faccio l’esempio con 2, 4 e 1000 palline e ti calcolo l’entropia del sistema con stati equiprobabili (senza vincoli).
Non so che informazione si ottenga da una scatola con le palline mischiate; tu scrivi che è minima, io dico che è zero
Se la definisci con lo stesso segno dell’entropia ha esattamente lo stesso valore di questa a parte la costante k. Se poi invece di chiamarla informazione la chiami Informazione Persa o Missing Information come si dovrebbe, il parallelo è completo e più chiaro: si parte da una entropia (missing information) bassa e si arriva ad una entropia (missing information) più elevata.
Che l’informazione non sia nulla lo capisci dal fatto che spendendo energia puoi tornare dal tuo file zip al file originario. Se l’informazione fosse nulla non ci riusciresti mai.
Queste sono cose molto importanti, non è una questione di puntualizzazioni; è che questo blog ha il dovere di diffondere informazioni attendibili altrimenti chi ci legge va nel pallone. Non comportiamoci anche noi come Neutrino.
@Giancarlo
Il numero di complessioni aumenta se parto da palline nere sovrapposte a palline bianche e scuoto la scatola. Nella trasformazione termodinamica irreversibile palline ordinate → palline disordinate, il numero di complessioni aumenta e aumenta l’entropia del sistema. Stessa cosa nella disgregazione delle Dolomiti che rappresentano una struttura più ordinata della pianura di sabbia in cui sono destinate a trasformarsi, se non hanno la scalogna di imbattersi nel frattempo in qualche catastrofe cosmica. In questo senso l’entropia è una driving force. Esistono pile elettrochimiche in cui l’entropia viene usata come driving force esclusiva, generando una fem. TS ha dimensioni di energia.
Circa entropia e informazione sono fuori sede e non ho niente da dire. Lascio il campo a Gabrichan, che ha cultura informatica.
@Giancarlo
D’accordo, infatti lascio fare a te e a Gabrichan.
Leggo:
Eine Zunahme an Information entspricht einer Abnahme der Entropie des Systems.
Viceversa posso scrivere:
Eine Zunahme der Entropie des Systems entspricht einer Abnahme an Information.
L’Abnahme può scendere a zero?
@Camillo
L’entropia non è correlata all’informazione, ma è correlata alla perdita di informazione (differenza tra le entropie di Shannon).
La relazione è semplicissima dH = dS/k
Sarebbero state uguali se avessimo misurato le temperature in Joule
L’unica accortezza è che la relazione precedente vale solo per gli stati iniziale e finale e non per quelli intermedi.
il tempo scorre perché sta annullando un gradiente? Quale?
@FermiGas
La variazione di entropia è uno dei dati cardinali nella identificazione di un composto. Anche un elemento in condizioni standard possiede entropia intrinseca.
In particolare si applica al vivente, sistema aperto. Alla morte molecole estremamente ordinate vengono mineralizzate e disperse con grande aumento locale di entropia.
La differenza tra sistema isolato e sistemi aperti e chiusi è che solo nel sistema isolato l’entropia non può diminuire. Nei sistemi aperti e chiusi il potere livellante dell’entropia può essere contrastato solo introducendo energia. Accade nelle cellule.
the farther a system is from equilibrium, the greater is its capacity for change and the less its entropy. Living things fall into the latter category: A cell is the epitome of a state that is remote from equilibrium.
Una cellula morta raggiunge velocemente il suo equilibrio!
La termodinamica considera una grande varietà di situazioni.
Camillo Franchini ha detto (7 settembre 2014 alle 8:04 pm):
solo nel sistema isolato l’entropia non può diminuire.
Infatti, su questo non ci piove.
Ma la Terra non è un sistema isolato. Quindi la sua entropia non è obbligata a non diminuire, come invece prescritto dal 2° principio.
Una montagna non è un sistema isolato. Quindi la sua entropia non è obbligata a non diminuire, come invece prescritto dal 2° principio.
La soluzione contenuta in un becher non è un sistema isolato. Quindi la sua entropia non è obbligata a non diminuire, come invece prescritto dal 2° principio.
@FermiGas
La Terra riceve energia a bassa entropia e restituisce allo spazio la stessa energia a entropia più elevata; pertanto la Terra che intercetta i fotoni solari contribuisce ad aumentare l’entropia dell’Universo. Lo fa anche appiattendo le Dolomiti. Dove c’è irreversibilità c’è aumento di entropia.
Non sono il solo a ragionare il termini di “morte termodinamica dell’universo”.
Die etwas unangenehme Konsequenz dieser Erkenntnis [l’asimmetria del tempo derivata dal SPT] ist, dass die ständige Entropie nicht nur dafür verantwortlich ist, dass wir selbst irgendwann sterben müssen, sondern dass vermutlich auch das Universum irgendwann einmal ernsthafte Probleme hat, sich weiterzuentwickeln, da es sämtliche ihm zur Verfügung stehende nutzbare Energie in Wärme umgewandelt hat. Dieser Zustand wird als der Wärmetod des Universums bezeichnet.
Gerd Buntkowsky
Physikalische Chemie 1 – Thermodynamik (2003)
Il problema è che tutta l’energia disponibile nell’Universo, quindi anche l’energia potenziale delle Dolomiti, deve trasformarsi in calore.
@gabrichan
invece se fai uno zip e poi un rar ottieni un file molto più piccolo,perché gli algoritmi di compressione sono differenti.
A parte che si parlava dell’entropia e non del rapporto di compressione, questa che si possa comprimere di molto con winrar un file già zippato è una cosa interessantissima. Allora prendi la bibbia, zippala e poi passala a winrar. Poi dimmi dove posso scaricare i tre file così vediamo quanto winrar comprime il file zip.
Dài che diventiamo ricchi, perché poi ricomprimiamo zip e poi winrar e poi zip… fino ad ottenere una bibbia da 1 byte. Hai preferenze per il valore di questo byte?
@Camillo
Il numero di complessioni aumenta se parto da palline nere sovrapposte a palline bianche e scuoto la scatola. Nella trasformazione termodinamica irreversibile palline ordinate → palline disordinate, il numero di complessioni aumenta e aumenta l’entropia del sistema.
Prendiamo proprio questo tuo esempio per capire dove stai sbagliando. Invece di avere palline sovrapposte abbiamo due scatole uguali separate da un setto: nella scatola di sinistra le palline sono tutte nere, in quella di destra tutte bianche. L’entropia è zero così come la Missing Information (sai tutto del sistema). Ora partiamo con 2 palline = 1+1 perché con 100+100 il conto è un po’ più difficile e non mi pare il caso di farlo su un blog a quest’ora.
Rimuovo il setto divisorio, agito, rimetto il setto e controllo lo stato. Lo faccio un bel po’ di volte e alla fine ottengo una statistica che mi dice che nella scatola di sinistra posso avere 0, 1 oppure 2 palline. Le probabilità di questi tre eventi sono rispettivamente 1/4, 1/2 e 1/4. Gli stati complessivi sono 4 e corrispono alle seguenti situazioni (BN,0); (0,BN), (B,N) e (N,B). Con 4 stati la massima entropia secondo Boltzmann sarà pari a 2k prendendo il logaritmo in base 2 che tanto non ci strilla nessuno perché contano solo le differenze e queste sono indipententi dalla base del logaritmo.
Se le palline si muovessero per loro conto e noi fotografassimo la situazione ogni 10 secondi (o 20 o pigreco) avremmo esattamente lo stesso risultato [si chiama teorema ergodico e permette di scambiare medie di insieme e medie nel tempo]. Non ti dovrebbe essere sfuggito il fatto che lo stato più probabile (B,N) o (N,B) è esattamente quello iniziale, il che dovrebbe farti riflettere.
Ora passiamo a 4 = 2 + 2 palline. Rifacendo i conti si ha che la massima probabilità è ora quella di avere ancora 2 palline per parte, entropia pari a 4k e probabilità di questa configurazione pari a 5/16. Cioè il sistema è fuori equilibrio per gli 11/16 del tempo. 5/16 è minore dell’1/2 precedente.
Ora facciamo un gran salto e passiamo a 10 palline, entropia 10k. Anche qui la situazione più probabile è quella di 5 palline per parte che si realizza con probabilità P=0,246. Se le palline sono 1000 tale probabilità scende a P=0,0252.
Non ci resta che passare a 10^23 palline, ma il conto lo facciamo un’altra volta. Però si vede chiaramente che la tendenza è che all’aumentare di N aumenta l’entropia ma diminuisce la probabilità di trovare il sistema esattamente nella condizione di equilibrio (il che dovrebbe seppellire la termodinamica non atomista di Clausius, almeno dal punto di vista concettuale). Niente paura, per N molto grande la probabilità di trovare il sistema esattamente in equilibrio, con N/2 palline a destra e N/2 palline a sinistra tende rapidamente a 0, ma la probabilità di trovare il sistema in un intorno ristretto dN è uguale alla erf ( sqrt [2dN] ) che ricordo vale già 1 quando l’argomento della radice quadrata vale 10.
Morale: quello che vedo a livello macroscopico è solo un’approssimazione dello stato macroscopico; gli stati di equilibrio sono in realtà traiettorie chiuse intorno all stato di equilibrio; la condizione di partenza (100 palline nere e 100 bianche di Camillo) è solo uno dei possibili stati su cui va calcolata e massimizzata l’entropia una volta rimosso il vincolo iniziale (rimozione del setto) e quindi non c’è nessun aumento del numero di stati.
Se Camillo è disposto ad aspettare il decadimento del protone, io sono disposto ad aspettare che le palline tornino prima o poi nella condizione iniziale: difatti Boltzmann sostituisce alla parola impossibile la parola molto improbabile.
Un discorso a parte meriterebbe l’associazione demenziale dell’aumento dell’entropia al disordine, errore purtroppo commesso da miliardi di persone.
Buona notte
PS: Ma come fa un ingegnere che ha fatto tutta la chimica in un solo esame al primo anno a parlare di termodinamica statistica che non ha mai studiato?
@Giancarlo
Dipende da che razza di ingegnere si tratta. Se è ingegnere minerario, dubito che abbia fatto un esame di meccanica statistica. Un tempo esistevano gli esami di indirizzo, detti complementari, che davano una specializzazione già nel corsp degli studi.
In Chimica la termodinamica statistica fa parte del corso di Termodinamica Chimica che nel vecchio oridnamento si studio al terzo anno. Cinetica si studia l’anno successivo.
Ai chimici importava l’assegnazione a ogni sostanza studiata dall’uomo di tutti i tags che consentono di definire il suo comportamento chimico e chimico fisico. I principali strumenti usati sono l’elettrochimica, le spettroscopie, la termochimica.
Mi fai venire la voglia di capirne di più, anche se temo i rischi del dilettante.
E’ corretto o demenziale scrivere:
Eine Zunahme an Information entspricht einer Abnahme der Entropie des Systems.
Un aumento di informazione corrisponde a una diminuzione dell’entropia del sistema?
Credo che più o meno tutti abbiano questa idea del rapporto tra informazione e entropia.
@Giancarlo
Riesci a spiegarmi perché tu e FermiGas siete sempre in moderazione mentre altri passano senza problemi?
Forse perché ha messo delle regole o perché non sono inscritti a wordpress, lo si riconosce dal nome che non in azzurro.
@gabrichan
come ci si iscrive a wordpress? non escludo di averlo fatto qualche anno fa ma non me lo ricordo. Ho una certa età. Io credo di accedere attualmente con g+.
Ci si registra da qui:
https://signup.wordpress.com/signup/?ref=wplogin
@FermiGas
La Terra si comporta come un sistema chiuso investito da energia che la sconquassa aumentandone l’entropia. La situazione è quella di un bambino che scuote una scatola contenente una casetta fatta di pezzi di legno sovrapposti. Dopo il trattamento la casetta non esiste più. La scatola è un sistema chiuso come la Terra.
Mentre un sistema isolato ha un destino fatalmente segnato, i sistemi chiusi devono essere esaminati caso per caso; in alcuni casi l’entropia può diminuire, in altri aumenta. Sulla Terra l’energia del Sole agisce in senso distruttivo, a parte i miei pomodori e i pannelli solari.
Un lago non è un sistema isolato, bisogna cambiare esempio. Nemmeno una montagna è un sistema isolato.
Un lago è un sistema aperto, anche se è un bacino di montagna senza immissari ed emissari. Evapora, ci piove, scambia calore con l’ambiente, tant’è vero che può ghiacciare.
Camillo Franchini ha detto (8 settembre 2014 alle 7:19 am):
Mentre un sistema isolato ha un destino fatalmente segnato, i sistemi chiusi devono essere esaminati caso per caso; in alcuni casi l’entropia può diminuire, in altri aumenta.
Infatti, per me la questione è tutta qui: non è lecito applicare il 2° principio (nella sua formulazione entropica) a sistemi non isolati. Però voi lo fate.
— —
Un lago non è un sistema isolato, bisogna cambiare esempio. Nemmeno una montagna è un sistema isolato.
Infatti: voi dovete cambiare esempi.
Io sono pienamente consapevole che un lago o una montagna o la Terra o la soluzione in un becher non sono sistemi isolati (e nemmeno quasi-isolati), quindi non mi viene neppure in mente di applicare loro il 2° principio e concludere che la loro entropia non può diminuire. Voi, invece, lo fate.
@FermiGas
Il fatto che non tutti i sistemi chiusi aumentino la loro entropia (in certe pile elettrochimiche l’effetto entalpico prevale su quello entropico, per cui possono permettersi di vedere diminuita la loro entropia; non è conveniente ma capita, credo con la classica pila Daniell), non implica che i sistemi chiusi non possano aumentare la loro entropia. Ogni sistema chiuso deve essere esaminato a sé. I sistemi aperti e chiusi hanno maggiore libertà di un sistema isolato, che non ne ha affatto. E’ chiaro che un pomodoro d’agosto funziona in modo diverso da un sistema isolato.
Le offro un esempio grafico che scuoterà anche l’ implacabile antimasiero Oca.
E’ termodinamica. Il sistema sasso è chiuso.
Sostituisca il sasso con le Dolomiti e il martello con il vento, il ghiaccio, l’acqua attivati dall’energia solare.
Consideri ora l’immagine di una pianta di pomodoro in piena attività. Si tratta di un sistema aperto che si comporta in modo diverso da un sasso preso a martellate.
Se da un sistema isolato si passa a sistemi chiusi o aperti, la musica cambia; bisogna vedere caso per caso. Le Dolomiti sono capitate male; ma anche il pomodoro a dicembre non starà bene.
Sistema isolato: l’entropia non può diminuire.
Sistemi aperti e chiusi: l’entropia fa cosa le pare; bisogna esaminare i singoli casi.
Buongiorno dott. Franchini!
Una curiosità: mi spiega, secondo lei, come si sono formate le Dolomiti?
Grazie.
@FermiGas
non mi viene neppure in mente di applicare loro il 2° principio e concludere che la loro entropia non può diminuire.
L’errore è di logica. Se si tratta di Dolomiti, sistema chiuso per gli aspetti che stiamo studiando, la loro entropia è destinata ad aumentare.
Se si tratta di una pila Daniell che funziona su un carico, l’entropia del sistema chiuso diminuisce.
L’errore di logica sta nell’estendere ai sistemi aperti e chiusi leggi che valgono per i sistemi isolati.
I sistemi aperti e chiusi devono essere studiati singolarmente; i sistemi isolati possono essere presi in blocco.
Se non si scorporano i sistemi isolati si cade in errore. Infatti Clausius parla di Welt, universo.
Ha ragione Gabrichan, difficile trovare un sistema isolato.
A me pare che Lei vada ripetendo: dato che le Dolomiti non sono un sistema isolato, non possono aumentare la loro entropia in base al SPT. Aumentano la loro entropia perché è perfettamente lecito e si trovano nella necessità di farlo, assediate da tante forze avverse; potrebbero anche diminuirla se esistesse un diavolone di Maxwell che raccoglie i sassi caduti e li riporta in vetta.
Non si può pensare: dato che non si tratta di un sistema isolato, non possiamo applicare il SPT, la termodinamica è impotente.
@Camillo
1) Entropia e disordine.
L’associazione è certamente efficace, in quanto riesce a far capire che l’aumento di entropia scombina quello che viene percepito come ordine. Dal punto di vista concettuale è errata perché pone in corrispondenza due entità, entropia e ordine, di cui una è misurabile (entropia) e l’altra no (in quali unità si misura l’ordine?). L’ordine è, per giunta, una qualità soggettiva: io e mia moglie abbiamo punti di vista diametralmente opposti sull’ordine in casa e quello nel PC.
Se la corrispondenza fosse effettiva dovrei essere in grado, esaminando due situazioni diverse di “ordine”, dire in quale verso è variata l’entropia senza calcolarla. Invece, alle volte, si hanno situazioni fuorvianti.
Purtroppo alla questione è stato applicato un approccio tautologico: si mostrano la situazione iniziale e quella finale, si calcola l’aumento di entropia e si conclude: “Vedete, è aumentato il disordine”. Ma non sarò io a cambiare questa percezione errata.
2) Entropia ed informazione
L’errore fu commesso da von Neumann che richiesto da Shannon di un consiglio riguardo alla quantità H, che aveva esattamente la stessa espressione dell’entropia di Boltzmann gli rispose: “Chiamala entropia pure tu, tanto nessuno sa che cosa è l’entropia e non corri il rischio di sbagliare.”
Quindi dopo Clausius che aveva scelto un nome d’effetto (trasformazione) fu commesso un ulteriore errore.
Oggi l’informazione è esageratamente al centro dell’attenzione dei fisici e produce effetti tipo “Gravity as quantum information” che a me fanno un po’ accapponare la pelle. Comunque è stata una delle più importanti rivoluzioni del ‘900 e come fatturato prodotto (telecomunicazioni e multimedia) distanzia di molte lunghezze la relatività (soprattutto GPS) e la meccanica quantistica (soprattutto semiconduttori).
L’associazione con l’entropia come ho detto è abbastanza banale, a patto di chiamarla Informazione Persa o Missing Information (MI): se parto da un singolo stato termodinamico l’entropia e la MI sono entrambe pari a 0, in quanto la formula di Boltzmann per una probabilità di stato unitaria ci fornisce appunto 0. Se mescolo le palline e raggiungo l’equilibrio la MI è proprio pari alla variazione di entropia. L’associazione è valida solo per gli stati iniziali e finali. In mezzo, forse -absit inuiria verbis- occorrerebbe aggiornare la termodinamica.
Per chiarire le idee anche a Gabrichan faccio un esempio informatico: ho un file di testo (la Bibbia), mi calcolo la probabilità frequentista di tutti i codici ascii tra 0 e 255 e sostituendo nella formula dell’entropia senza k ho la missing information, espressa in bit/byte, del file. Diciamo 2 bit/byte. E’ una missing information perché non sono in grado di prevedere tutto il file però sono in grado di completare le parole quando magari ho letto solo le prime sillabe (non funziona così pure word?). Se la Bibbia è in inglese so pure che la probabilità massima appartiene alla lettera E, e così via.
Ora sottopongo il file ad una operazione di criptatura: se uso l’algoritmo AES256 (che è molto efficiente), ottengo un file della stessa dimensione del precedente, ma con un’entropia-MI molto vicina a 8 bit/byte. Ho perso tutta l’informazione e non sono in grado di ricostruire la mia lettura della bibbia. Ho solo una sequenza di byte senza senso tutti equiprobabili. Sono equiprobabili anche le sequenze di 2, 3, 4 … byte. Qui non mi sbilancio perché non so fino a dove si arriva coll’AES256. Se fosse perfetto, tutte le sequenze, in una Bibbia infinitamente lunga, sarebbero equiprobabili (servirebbe un file di dimensioni pari almeno a qualche Avogadro).
Chiavi di codifica diverse producono file diversi ma tutti con le stesse qualità entropiche.
Stesso risultato ottengo se invece di crittografare il file lo comprimo con un algoritmo (senza perdite) adatto al tipo di contenuto: mi avvicino comunque sempre alla massima entropia di 8 bit/byte (uso il logaritmo in base 2, se usassi quello naturale l’entropia sarebbe in nat).
Se a questo punto crittografo il tutto l’entropia non aumenta più essendo già massima; se invece provo a zippare file crittografati il risultato è deludente in quanto l’entropia iniziale è già quella massima.
Purtroppo non c’è un libro che contenga tutte queste informazioni in maniera meno naive di come le ho esposte io, ma ci sono libri o lavori sui singoli aspetti. Per l’associazione entropia-MI ti consiglio i lavori di Arieh Ben-Naim; è un chimico all’università di Tel Aviv specializzato in soluzioni (così potrai constatare che non ci si limita ai gas ideali), ti piacerà di sicuro e potrai capire ancora meglio che in realtà non ci sono appartenenze di chiesa, o per lo meno non ci dovrebbero essere. I lavori sono abbastanza recenti (2007) quando acora insegnavo queste cose agli ottimi ufficiali italiani (molto più preparati del civile medio, forse perché vengono selezionati a priori).
@Giancarlo
Grazie per avere dedicato tanto tempo al nostro blog. Gli argomenti sono molto interessanti. Purtroppo non dispongo di nessuno dei testi che citi. Vedo di arrangiarmi in qualche modo.
Speriamo che Gabrichan continui a partecipare.
Buona giornata
Camillo Franchini ha detto (8 settembre 2014 alle 10:00 am):
Sistema isolato: l’entropia non può diminuire.
Sistemi aperti e chiusi: l’entropia fa cosa le pare; bisogna esaminare i singoli casi.
È esattamente il concetto che speravo fosse evidenziato, chiarito e condiviso.
— —
(8 settembre 2014 alle 10:18 am)
A me pare che Lei vada ripetendo: dato che le Dolomiti non sono un sistema isolato, non possono aumentare la loro entropia in base al SPT.
Ciò è del tutto illogico, infatti io non l’ho mai detto.
Invece, io volevo solo rimarcare che non è corretto applicare il 2° principio (nella sua formulazione entropica) a sistemi palesemente non isolati.
@FermiGas
Sta scherzando? Io ho solo voluto mettere in evidenza ciò che tutti sanno.
A me non sembra che sia poi così chiaro a tutti, soprattutto a coloro che credono che il vivente vìoli il 2° principio (tanto per fare un esempio).
@FermiGas
Frange che non capiscono si trovano in tutte le discipline. Basta procurasi un buon testo di biochimica per chiarirsi le idee.
@FermiGas
Sta affermando che il SPT può essere applicato solo a sistemi isolati. Ho capito bene?
Sto affermando che il 2° principio così formulato
“In un sistema termicamente isolato l’entropia cresce, o al limite resta costante se tutte le trasformazioni che avvengono nel sistema sono reversibili”
vale solo per i sistemi isolati.
Ragionamenti del tipo “una montagna, per il 2° principio, è destinata a essere spianata” non sono solidi, in quanto il 2° principio non dà alcuna informazione utile riguardo l’entropia di un sistema aperto o chiuso; infatti, per questi sistemi l’entropia può fare quel che vuole: aumentare, diminuire o restare costante.
@FermiGas
Spero di interpretare bene: per “entropia” Lei intende “variazione di entropia” di una trasformazione termodinamica.
L’enunciato di Clausius afferma che nell’Universo tutti i gradienti di energia tendono a scomparire.
Tale tendenza al livellamento vale per tutti i sistemi, e si presenta in forme diverse. In chimica due sostanze reagiscono per abbassare il livello di energia disponibile nell’universo. Una pianta sembra nutrirsi di negentropia, ma il bilancio entropico riferito a sistema pianta + ambiente che la circonda resta positivo. Le Dolomiti danno il loro contributo alla diminuzione dell’energia di posizione sfaldandosi per azione di forze disordinate. La Terra stessa degrada l’energia solare, restituendola al vuoto siderale carica di un’entropia più elevata.
Il bilancio entropico da considerare deve sempre essere riferito a sistema + ambiente. Se non si fa, si ha l’impressione che il vivente sfugga ai vincoli del SPT.
@FermiGas
L’irreversibilità dei processi reali che avvengono nell’Universo porta fatalmente a coinvolgere anche i sistemi aperti e chiusi in cui dividiamo la materia per comodità di studio. La disuguaglianza di Clausius è vincolante. Tutto ciò che avviene sotto i nostri occhi è irreversibile. Les neiges d’antan non tornano più.
Un giovane ha l’impressione di essere un’sola felice negentropica, perché non ha tempo per considerare che tornerà a essere la polvere da cui è partito. Noi siamo solo solo un episodio di una storia molto lunga e dall’esito prevedibile.
Anche se le Dolomiti sono un sistema chiuso, esse saranno coinvolte nel destino dell’Universo, anche se per qualche milione di anni saranno mantenute in piedi, o addirittura cresceranno d’altezza se interviene qualche fenomeno orogenetico. Basta sapere aspettare. Per quello che se ne sa, il Sole continuerà a brillare come ora per miliardi di anni, un tempo che conterrà anche la scomparsa delle Dolomiti.
Rispetto l’Universo, le Dolomiti sono nulla. Le Dolomiti sono coinvolte nella sorte dell’Universo.
Questo è previsto anche da G. Buntkowsky:
Die etwas unangenehme Konsequenz dieser Erkenntnis [l’asimmetria del tempo derivata dal SPT] ist, dass die ständige Entropie nicht nur dafür verantwortlich ist, dass wir selbst irgendwann sterben müssen, sondern dass vermutlich auch das Universum irgendwann einmal ernsthafte Probleme hat, sich weiterzuentwickeln, da es sämtliche ihm zur Verfügung stehende nutzbare Energie in Wärme umgewandelt hat. Dieser Zustand wird als der Wärmetod des Universums bezeichnet.
Serve la traduzione o funziona bene il traduttore automatico?
@Camillo
Ogni giorno che passa mi pare che il mare che separa te da molti altri commentatori di questo blog sia incolmabile. Ma solo perché noi abbiamo visioni completamente diverse della fisica dell’universo e del modo di applicarla.
A proposito della morte termica non fai altro che riportare autori molto autorevoli che come grammofoni incantati continuano a ripetere che l’universo è destinato alla morte termica e all’equilibrio termodinamico finale. Hanno ragione e hai ragione tu se questa ipotesi è vera. E’ l’unica ipotesi attualmente sul tappeto? Niente affatto: il fatto che noi ignoriamo i meccanismi di base della fisica e abbiamo definito un corpo di leggi immutabili delle quali ci fidiamo (anzi ti fidi) a dismisura ti dovrebbe rendere più cauto e modificare affermazioni come quella di Masiero in affermazioni più smussate: “E’ molto probabile che il SPT abbia validità assoluta ed in quest’ipotesi le Dolomiti finirebbero spianate”. Su questo saremmo tutti d’accordo; non possiamo essere d’accordo sulla morte termica come fatto assodato al 100%. Io non lo sono, con buona pace di Clausius, Gibbs, Boltzmann e tua. E non sono il solo.
Eppure già Boltzmann qualche dubbio lo ha avuto: sono 13,8 miliardi di anni che l’entropia aumenta; ma da quale cavolo di stato altamente improbabile è partito l’universo? Proprio da lì? Miliardi di miliardi di miliardi di milardi di palline nere e bianche rigidamente separate all’inizio che ora si stanno mescolando fino a quando ci daranno un’uniformità mortale. Benissimo; chi le ha separate all’inizio? chi ha messo l’universo in quello stato altamente improbabile, un super-sperimentatore? E’ questo che ti si rimprovera, la tua fede cieca ed assoluta su quanto scritto da alcuni celebri termodinamici che conoscevano la fisica molto ma molto meno di noi [noi come umanità attuale]. Tu sembri ignorare quello che è successo e sta succedendo in fisica; ti faccio un esempio del 2014 [1]:
It has long been clear that gravity is important for keeping the universe out of thermal equilibrium.Gravitationally bound systems have negative specific heat—that is, the velocities of their components increase when energy is removed. Consider a system, such as a globular cluster, containing many objects bound by gravity. Such a system does not evolve toward a homogeneous equilibrium state. Instead, it becomes increasingly structured and heterogeneous as it fragments into subsystems.
Questo signore, uno dei più brillanti fisici viventi, come del resto Penrose, ti sta dicendo che il SPT non ha validità assoluta e l’equilibrio termodinamico non è la fine scontata dei processi. Ha scritto decine e decine di libri e lavori. Pensi che valga di più l’affermazione di Clausius di quasi 200 anni fa? Lo capisci che quella frase è esattamente quello che sta cercando di dirti FermiGas da settimane? Che non è lecito estendere ad arbitrio al welt la validità del SPT osservato su piccoli sistemi senza gravità e senza campo elettromagnetico? Ci sono la gravità e il campo EM nei tuoi libri di termodinamica? Clausius conosceva le equazioni di Maxwell? C’è un’enorme differenza tra la produzione di ammoniaca e l’evoluzione dell’universo. Sulla prima si sa tutto.
Buona serata.
[1] http://www.leif.org/EOS/PT-Lee-Smolin-2014.pdf
@Giancarlo
In attesa di fornire una risposta più articolata.
Mi colpisce l’irreversibilità di tutte le trasformazioni naturali; tutte portano a una riduzione di energia libera. Esistesse un meccanismo in natura, anche in cosmologia, che contrasta la irreversibilità di tutti i fenomeni naturali, ci potrebbe essere una possibilità per i tuoi spericolati autori.
Ho letto l’introduzione dell’ultima edizione delle Tabelle Termochimica NIST-JANAF e mi sono sentito confortato: viene applicata la buona vecchia termodinamica chimica, quella che hanno insegnato a me e che stanno ancora insegnando attraverso Atkins.
Einstein afferma:
Una teoria è tanto più importante quanto maggiore è la semplicità delle sue premesse, quanto più diversi sono i tipi di cose che correla e quanto più esteso è il campo della sua applicabilità. Di qui, la profonda impressione che ho ricevuto dalla Termodinamica classica. E’ la sola teoria fisica di contenuto universale di cui sono convinto che nell’ambito di applicabilità dei suoi concetti di base non verrà mai superata.
Si tratta della termodinamica classica.
Qualche volta provo a navigare e scopro che esistono tentativi di condizionare la termodinamica classica, ma non mi lascio impressionare. Finché la freccia del tempo esisterà, l’energia dell’universo tenderà a zero.
Non dobbiamo confondere dei tentativi di modificare delle leggi con la loro modifica effettiva.
Sperimentale? Oggi non mi sento di berla. Anche Celani fa seriamente ricorso a numeri di Avogadro di diavoletti di Maxwell per scaldare i suoi fili.
Mi fido più di Buntkowsky che di Lee Smolin. Physics Today… ti piace?
Buona serata
@Giancarlo
La morte termodinamica dell’universo, insieme a quella alternativa del big crunch, si trova nei testi universitari e delle scuole medie superiori. Noi conosciamo nei dettagli il destino del Sole e quindi dei suoi pianeti. Non si tratta di anticaglie. Potendo fare la scansione temporale dell’Universo attraverso osservazioni astronomiche, è stato possibile conoscere la sorte delle stelle dalla nascita al loro collasso a buco nero, quando hanno un massa sufficientemente elevata. L’astronomia è in gran parte una scienza sperimentale, perché l’allontanamento nello spazio significa allontanamento nel tempo. Ormai sono arrivati a pochi secondi dopo il big bang.
E’ giusto che esistano estrapolazioni teoriche come quella di Smolin, perché in scienza è giusto pensarle tutte, ma dobbiamo evitare di considerare l’ipotesi più recente quella più corretta. Inoltre, per dirla in modo fair, non tutte le pubblicazioni che appaiono su Physics Today sono prese come riferimento per la compilazione di un trattato.
A me piace tenermi informato su questi e altri argomenti riferendomi a “gruppi” di studio; da tipico vecchio non mi affido mai al singolo studioso contemporaneo. Aspetto che i suoi lavori passino attraverso il filtro del tempo.
Io ho perfino fatto stampare in dimensione A3 su carta lucida alcuni poster compilati da gruppi di studio estratti da:
http://www.particleadventure.org/
http://www.particleadventure.org/history-universe.html
Mi fa piacere che il sito sia sponsorizzato dal DoE un ministero che non delude e dal National Science Foundation. Divulgazione, intendiamoci, ma di qualità garantita dalla casa.
Leggerò volentieri lavori che mi proponi provenienti da “corporate authors” o da trattati, meno volentieri articoli di singoli. Anche per risparmiare tempo.
Lasciamo che Smolin invecchi un po’ e vediamo come i suoi lavori saranno valutati dai suoi colleghi.
Buona giornata
Sig. Franchini buonasera.
Vorrei chiederle se conosce la posizione ufficiale del CICAP sulle ricerche sulla fusione fredda o se in alternativa può indicarmi dove trovare informazioni in merito
Grazie
@Lando
http://www.queryonline.it/?s=fusione+fredda
Io stesso ho scritto qualcosa per il CICAP
http://www.cicap.org/new/articolo.php?id=273923
http://www.cicap.org/new/pagpaypal.php?id=273583 (questo articolo è a pagamento)
http://www.cicap.org/new/articolo.php?id=273660
http://www.cicap.org/new/articolo.php?id=275086
http://www.cicap.org/new/articolo.php?id=273588
http://www.cicap.org/new/articolo.php?id=273571
http://www.cicap.org/new/articolo.php?id=272860
Buona lettura
Molte grazie!
@Giancarlo
Io apprezzo atteggiamenti prudenti come questo:
Franklin M Harold
A Study of Bioenergetics
W. H. Freeman and Company (1986)
Un grosso trattato di 577 pp.
Esistono altri campi di applicazione della NET, ma penso che anche in quei casi si tengano prudenti. C’è poco da fare, Prigogine e Onsager sono premi Nobel, ma poco presenti nei trattati, se si si escludono le bibliografie, nemmeno spesso. Segno di pesante stallo e di forti dubbi.
Immagino che qualche corso universitario comunque esista, perché la materia è senz’altro interessante e gli esperimenti curiosi e antiintuitivi. Sarebbe interessante sapere che testi usano gli universitari. Sai nulla?
@Giancarlo
Se ci si affida alla rete si trova di tutto, da Smolin a Michelangelo Pucci. Ha senso frugare in rete come HT?
http://www.mipuccitortora.it/index.php/entropia-la-cosmologia
@Camillo
Tu non riesci a capire quanto queste tue generalizzazioni ti arrechino dànno (intendo alla tua immagine): Lee Smolin ha scritto 4 libri (almeno quelli che conosco) ed è citato su Scholar 13.772 volte. Fa parte del Perimeter for Theoretical Physics. Michelangelo Pucci su scholar non esiste. Che intendi dimostrare paragonandoli?
Puoi essere in disaccordo con quello che Smolin dice, ma sminuendolo che pensi di ottenere? In Italia solo G. Parisi è più citato di lui: quindi tutti i fisici italiani sono idioti?
Pensa a questo, visto che sei un appassionato del Big Bang: all’inizio (dopo secondi o centinaia di migliaia di anni non fa differenza) c’è un mare di fotoni e di idrogeno. Poi la gravità comincia a far collassare la materia. Al tempo del mare l’energia è pressoche equipartita. L’entropia è più o meno di oggi? Clausius che dice?
Hawkins ha dovuto fare i salti mortali per conciliare la termodinamica con i buchi neri: tu ci credi per fede a quello che dice o ne sei convinto?
Questo è Ugo Bardi, è impazzito forse?
Per fortuna abbiamo le stelle e, in ultima istanza, il Big Crunch – poiché questo è il destino dell’Universo – per fare un reset e distruggere tutta l’entropia che si è generata.
Ora sto tornando a casa, a dopo.
Tu non riesci a capire quanto queste tue generalizzazioni ti arrechino dànno (intendo alla tua immagine)
Anche gli attacchi gratuiti a Massa, Hornbeck, Neutrino e Oca Sapiens non hanno giovato. Glielo abbiamo provato a dire un po’ tutti in tutte le salse, ma si vede che Franchini preferisce la compagnia degli Sacha (che si sono defilati comunque, stante che lo scopo era raggiunto…).
Un peccato: anni di lavori seri buttati alle ortiche per questioni di campanilismo – quanto ci metterà a capire che è rimasto parecchio da solo? Non è che FermiGas e Giancarlo siano proprio due zero scientifici, non è che non ce ne siano altri migrati altrove… Persino i giullari, quelli che di norma rallegrano (o rattristano) un po’ tutte le corti, se ne sono andati. .. fossi nei panni del Re, qualche dubbio me lo farei venire: davvero ne valeva la pena? E quale sarebbe il risultato ottenuto?
@Cimpy
Di arrivare a un confronto scientifico serio che sostituisca per sempre le avventure industriali di Rossi e di Gamberale, su cui non si può più scrivere nulla, neanche a spremersi il cervello.
“Attacchi gratuiti” ? Si tratta di entrare nel merito di argomenti di notevole interesse. Il punto di forza di questo blog è che qui si tratta solo di scienza, salvo rare digressioni scherzose. A me lo scambio con Giancarlo piace molto e mi sembra proceda bene. Va bene anche a Lei o suggerisce qualche variante?
@Giancarlo
Non è impazzito, semplicemente vede le cose come se il Big Crunch fosse il solo destino concepibile dell’Universo.
C’è la teoria dei cicli, l’Universo stazionario, Gold che fa invertire il senso della freccia del tempo… Insomma, i cosmologi devono pure guadagnarsi il pane. Importante non farsi coinvolgere o farsi coinvolgere solo per per divertimento.
Prevedere il destino della Terra è già abbastanza impegnativo; figurarsi quello dell’Universo.
Cimpy, non se la prenda tanto. Non ce la stiamo mica giocando a cazzotti. L’ultimo contributo di Neutrino è stato notevole, lo riconosco volentieri. Io sono reversibile, non sono a senso unico. Per qualche tempo Lei e io siamo andati d’accordo, ora non più; fra qualche mese e su altri argomenti torneremo d’accordo. I partecipanti a un blog sono schegge impazzite. Giustamente autonomi.
Il solo con cui sono sempre stato in sintonia è Sacha; quanto durerà?
@Giancarlo
Intendo dimostrare che cosmologi e astrofisici si stanno divertendo un mondo a fare e disfare teorie.
Anche Paul Davies ha scritto ottimi libri, ma arriva ai risultati che ho riportato qui.
La faccenda delle Dolomiti si stacca da questi argomenti che appartengono a un futuro inconcepibilmente lontano. Si tratta del domani della Terra, assai più prevedibile del domani dell’Universo e dell’entropia dei buchi neri che tanto imbarazza Hawking. Per uccidere una zanzara non serve un cannone.
Masiero parla di qualche milione di anni, mica di miliardi di anni; nella scala temporale dell’Universo sono eventi prossimi. Anche questo conta.
Te lo ricordi Fred Hoyle? Era molto autorevole, occupava cariche prestigiose. Cosa resta della panspermia e dello stato stazionario? Io mi ricordo ancora quando questi argomenti erano dibattuti e appassionavano.
Io non conosco Michelangelo Pucci, però scrive cose che qui nessuno accetta.
Non sarà celebre come Smolin ma ci azzecca: Bescheidne Wahrheit spricht er uns.
@Camillo
Non vorrei dare l’impressione contraria, ma io sono convinto che il SPT sia forse la legge più importante della fisica. Siccome però nella sua formulazione non c’è matematica (a parte l’oscura definizione di Carathéodory che nessuno usa) diviene una legge di buon senso applicata disinvoltamente, tanto funziona.
E’ questo che mi irrita nell’affermazione di Masiero, dire che le Dolomiti verranno giù per il SPT senza precisare a quale sistema applichiamo il SPT e come lo applichiamo. Il buon senso spesso però porta fuori strada.
Vorrei a tale proposito fare un’indagine tra quanti leggono il blog e si sentono di dire la loro su questo esperimento. Sono benvenuti anche i passanti.
Ho due volumi cubici V uguali, riempiti con lo stesso numero N di molecole di gas ideale, diciamo Argon. N è sufficientemente elevato perché le statistiche di Fermi e quelle di Bose convergano al centro sulla statistica di Maxwell-Boltzmann (se non è chiaro, fa nulla, semplicemente ignorate la statistica). N è poi sufficientemente piccolo perché la distanza media tra molecole sia elevata (ossia sia bassa la probabilità di trovarsi allo stesso momento nello stesso posto).
Ora si immagini un processo (inessenziale) che porti tutte le molecole nello stesso contenitore. La temperatura rimane inalterata: si tratta quindi della sola entropia posizionale. Le domande sono:
1) La situazione finale è più o meno ordinata di quella di partenza (tutti parlano di ordine e disordine, proviamo a discuterne)?
2) L’entropia finale in che relazione sta con quella iniziale?
3) Che succede se i numeri sono diversi (al limite in uno dei due volumi abbiamo una sola molecola)?
Squillo di tromba, via…
Comincio io 🙂 non linciatemi però…
1) è più disordinata…. prima la probabilità di trovare N molecole era uguale in entrambi i volumi, poi cambia al passaggio delle molecole in uno solo, è la prima cosa che mi è venuta in mente, poi…..
La cosa buffa è che vale anche il contrario, se ho un mucchio di mattoni questo occupa un volume, se ci costruisco un muro il volume diminuisce ed aumenta l’ordine.
Un gas se lo comprimo diventa un liquido e se lo comprimo ancora diventa un solido il volume diminuisce ed aumenta l’ordine.
L’ordine è un punto di vista, bisogna prima mettersi d’accordo sull’algoritmo di ordinamento poi sgranocchiare i dati in ingresso per avere un qualcosa che risponda hai criteri di ordinamento imposti dall’inizio.
2) L’entropia… considerando entrambi i contenitori è aumentata, considerando i singoli contenitore, in quello “vuoto” è sicuramente diminuita, in quello 2N…. è rimasta costante o è aumentata…? il problema è che si dovrebbe tenere conto anche del lavoro fatto per spostare i due gas, se si considera anche quello l’entropia è sicuramente aumentata.
3)Bo….. non ho capito cosa intendi…. sono possibile queste 4 condizioni
1. Disordine è aumentato – l’Entropia è auentata (D> – E>)
2. D
3. D< – E – E<
Sei un B…… stanotte on ci dormo……. 🙂
“L’ordine è un punto di vista, bisogna prima mettersi d’accordo sull’algoritmo di ordinamento”
A costo di veder ricomparire Indopama in pompa magna, quoto: l’ordine è un punto di vista. E per calmare Indo, aggiungo che le molecole dei gas – come pure i corpi celesti, per dire- del nostro “mettersi d’accordo” se ne possono anche infischiare.
Più ordinato? Più disordinato?? Chiediamolo ad un sasso….
@cimpy
“Chiediamolo ad un sasso….”
Perche’ non ad un’oloturia? Sai mai che ci illuminasse sulla riproduzione negli echinodermi…
@Cimpy
Ordine e disordine sono concetti che derivano dalla termodinamica statistica; non sono impliciti nella disuguaglianza di Clausius
Massima entropia vuol dire anche massima uniformità; a qualcuno massima uniformità può apparire come massimo ordine.
Speravo che questa incertezza fosse superata, ma non è male riconsiderare che cosa si intende per disordine. Per me è quello descritto da Michelangelo (grazie Neutrino), associato al tempo che scorre.
@Cimpy
Se il sasso ha una composizione chimica nota, la sua entropia può essere ricavata dalle Tabelle JANAF, colonna 3.
L’entropia di una sostanza pura – elemento o composto – si calcola con questa formula:
Sicuro che Le piace l’argomento? Preferisce che si torni a Rossi?
Camillo Franchini ha detto (11 settembre 2014 alle 8:17 am):
Massima entropia vuol dire anche massima uniformità; a qualcuno massima uniformità può apparire come massimo ordine.
Lo trovo un po’ fuorviante, se uno pensa a un cristallo perfetto massimamente uniforme a 0 K: secondo il 3° principio esso è massimamente “ordinato”.
@Giancarlo
Una volta per tutte vediamo di che cosa si occupa la termodinamica:
Makroskopische Materie, è chiaro?
Adesso però non fare come quel tale che di tanto in tanto studiava un argomento sull’enciclopedia e faceva il ganzetto in mezzo agli amici, che lo consideravano molto colto.
L’Entropia e il Tempo
Scritto da Michelangelo Pucci
Sabato, 23 Agosto 2014 20:09
– La legge dell’entropia ha maggiore importanza nella determinazione del tempo. Agostino ha scritto: “So che cosa è il tempo se nessuno me lo chiede, ma se tento di spiegarlo a chi me lo chiede, non lo so più”. Nella fisica classica, nell’ambito della concezione meccanicistica del mondo, il tempo può scorrere in entrambe le direzioni. Dato che i principi newtoniani si basano sulla matematica, qualsiasi variazione nella materia in movimento deve essere teoricamente reversibile e il tempo può essere rappresentato tanto con il simbolo +t che con il simbolo -t. Ma le cose non stanno così: l’acqua che cade da una cascata scorre nell’unica direzione dall’alto verso il basso ed è impossibile che scorra nel senso inverso dal basso verso l’alto, il suo movimento è irreversibile in ottemperanza alla seconda legge della termodinamica.
– Anche il tempo scorre in un’unica direzione ed è impossibile che torni indietro, è irreversibile. La direzione in avanti di scorrimento del tempo E’ UNA FUNZIONE DELLA VARIAZIONE DI ENTROPIA. Il tempo riflette la variazione di energia da uno stato di concentrazione a uno stato di diffusione o da uno stato di ordine a uno stato di sempre maggiore disordine.
– Il tempo scorre in avanti perché l’energia stessa si sposta sempre da uno stato di disponibilità a uno stato di non disponibilità. Noi abbiamo la percezione del passare del tempo perché la nostra coscienza registra continuamente la variazione di entropia che avviene nel mondo attorno a noi: vediamo i nostri familiari e i nostri amici diventare vecchi e morire, vediamo che il mondo attorno a noi si modifica continuamente e che ogni cosa degrada. Ci accorgiamo del tempo che passa dalla successione degli eventi che avvengono uno dopo l’altro. Ma ogni volta che in qualsiasi parte del mondo si verifica un evento viene spesa energia e aumenta l’entropia totale.
La freccia del Tempo
– Il modello del mondo basato sulla meccanica newtoniana ha dato l’illusione che il tempo nel mondo sia un processo autonomo indipendente dai meccanismi della natura e Locke sosteneva che qualunque cosa in natura era sprecata fino a quando l’uomo non ne prendeva possesso e la trasformava in un’altra utilizzabile e che quanto più velocemente la natura veniva trasformata, tanto maggiore sarebbe stato il progresso e tanto maggiore il tempo risparmiato.
– Questa concezione del tempo è completamente capovolta, nella concezione entropica il tempo può esistere solo fino a quando vi è energia disponibile per eseguire un lavoro. La quantità di tempo reale utilizzata è un indice diretto della quantità di energia consumata. Poiché l’universo ha sempre meno energia disponibile, si possono verificare sempre meno eventi, il che significa che è disponibile sempre meno tempo reale. Alla fine quando verrà raggiunto lo stato di equilibrio finale della morte per calore non si verificherà più niente. Quindi quanto più velocemente viene consumata l’energia del mondo, tanto minore è il numero degli eventi possibili che si possono verificare e, di conseguenza, minore è il tempo che rimane a disposizione nel mondo. Non risparmiamo tempo consumando quantità maggiori di energia, al contrario, quanta più è l’energia consumata, tanto maggiore è il tempo che utilizziamo.
@Neutrino
Corretto, scritto in modo originale. E’ un modo per introdurre il concetto della tendenza verso zero dell’energia libera dell’universo con lo scorrere del tempo. E’ un modo alternativo di enunciare il secondo principio secondo Clausius. Bravo Michelangelo.
@Camillo
Il tempo riflette la variazione di energia da uno stato di concentrazione a uno stato di diffusione
Sei in grado , o il sig. Pucci e’ in grado, di dimostrare formalmente l’equivalenza di tale formulazione del 2 principio formalmente come si sa fare per le altre formulazioni ?
Se no … sono solo idiozie ….
@Neutrino
Idiozie la tendenza all’annullamento dei gradienti di energia?
Posizione molto impegnativa la tua, avremo modo di discutere.
Io comincerei proprio dall’esperimento ideale di Carnot, dove è necessario disporre di un refrigerante che riceva calore non più trasformabile, dato che la temperatura ambiente è la temperatura minima disponibile.
Ne riparliamo.
@Neutrino
L’entropia è una grandezza misurabile, quindi concreta. Il ciclo di Carnot può essere rappresentato con un diagramma entropia-temperatura.
T1 è la temperatura ambiente. Per ottenere T2 si deve bruciare carbone. Il lavoro della macchina di Carnot corrispondente all’area del rettangolo. La capacità del carbone di produrre lavoro si esaurisce per sempre, dal momento che si è trasformato in anidride carbonica. Considerando la trasformazione energia contenuta nel carbone → lavoro prodotto dalla macchina + CO2 ci si rende conto che è avvenuta una trasformazione irreversibile che ha ridotto per sempre la capacità dell’Universo di produrre lavoro.
Questo avviene per tutte le trasformazioni di energia che producono lavoro. Alla fine di ogni trasformazione, nell’Universo si scarica calore non trasformabile in lavoro.
Energia ed entropia sono legate da un vincolo ben descritto da Klotz che si riferisce ad alcuni esempi in cui l’energia interna del sistema non varia e non viene prodotto lavoro.
The energy is “differentiated” in the separated bodies, “dedifferentiated” after thermal equilibration. The entropy is different in the differentiated state of this system than it is in the dedifferentiated state; the entropy is an index of extent of dedifferentiation. Corresponding statements can be phrased for two gases initially at different pressures, two solutions with different concentrations of Cu++ . In a molecular visualization, a system also has a larger entropy when it is “dedifferentiated.” For example, let us place three layers of black balls at the bottom of a cubic box and carefully place three layers of white balls on top of the black layers. If the box is then buffeted around, in time the balls will achieve one of many possible random arrangements of black balls and white balls. At the outset, the system was very differentiated; at the end of the transformation, it reached a highly dedifferentiated state, one that Boltzmann associated with a larger entropy.
In conclusione, io farei riferimento al ciclo di Carnot e alla definizione di entropia che ne consegue. Poi rifletterei sulla sorte del carbone che serve per produrre la temperatura elevata. Al posto del carbone puoi mettere un torrente di acqua da cui ricavare energia meccanica. In ogni caso avvengono trasformazioni irreversibili che producono calore che va a finire nel sink dell’Universo.
Questo è quanto afferma Michelangelo.
Saluti
@Camillo
la frase del sig Pucci e’
Il tempo riflette la variazione di energia da uno stato di concentrazione a uno stato di diffusione
a parte l’ambiguità sulla variazione di energia eliminabile solo se specifichiamo il sistema e il suo stato, qui si parla di tempo e siccome stiamo parlando di sistemi fisici credo non sia il tempo psicologico. Il sig Pucci afferma
t2 – t1 correlato a E(t2) – E(t2) correlato O(t2) – O(t1)
dove non e’ ben definito il concetto di stato di concentrazione e diffusione.
MI dici tu, che fino alla noia ripeti che il tempo in Termodinamica non ha posto, come fa questa frase, che e’ idiota, a parlare di equivalenza con le altre formulazioni del SPT ?
@Neutrino:
come vedi oggi scrivo un po’ a cavolo
Sicuramente ogni energia può diventare calore, e per il SPT il calore va dal caldo al freddo. Il secondo PT mi dice cosa è più facile capiti.
Visto che è stato concepito per sistemi che avevano tantissime particelle (ma non lo si sapeva ancora!), mi dice cosa è praticamente certo che capiti.
Il calore va dal caldo al freddo, e dopo che è successo qualcosa, è passato del tempo.
Non so cosa sia il tempo.
@Giancarlo
Non vedo che cosa c’entri con le Dolomiti, ma vediamo dove vuoi arrivare.
ΔS = R ln 0,5
Se c’è una sola molecola la termodinamica non si applica. La termodinamica si applica solo su sistemi macro, nei quali sia possibile definire temperatura e pressione con strumenti convenzionali.
Come fai termodinamica senza usare matematica. Ci sono voluti oltre trenta anni per capire il lavoro di Gibbs, tanto appariva complesso. Prova a prendere in mano un trattato di termodinamica chimica, per esempio il Guggenheim, anche se è vecchio.
@Camillo
Perché se io ti dico che nel SPT non c’è matematica, tu parli dell’intera termodinamica? Potremmo cercare di parlare tutti lo stesso linguaggio? A me pare che il SPT ci dica semplicemente quello che non può accadere; senza matematica:
«È impossibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia quello di trasferire calore da un corpo più freddo a uno più caldo senza l’apporto di lavoro esterno» (formulazione di Clausius).
«È impossibile realizzare una trasformazione ciclica il cui unico risultato sia la trasformazione in lavoro di tutto il calore assorbito da una sorgente omogenea» (formulazione di Kelvin-Planck).
«È impossibile realizzare una macchina termica il cui rendimento sia pari al 100%.»
@Giancarlo
Spero che tu non sia convinto che gli enunciati sul secondo principio siano solo dovuti al buon senso di vecchi studiosi barbuti.
Acquista un buon trattato di termodinamica chimica e leggi come viene trattato il SPT.
Gabrichan è caduto nel tranello e ha cercato di arzigogolare senza usare una formuletta. Ha voluto rispondere troppo in fretta.
Mai sottovalutare le materie degli altri; esistono vari livelli di conoscenza.
Ho arzigogolato, volutamente non sono ricorso alle formule, per il semplice fatto che si deve poter dare una descrizione ad una formula in modo comprensibile, c’era qualcuno che diceva che si deve poter spiegare, con parole semplici, una cosa alla nonna e questa deve essere in grado di capire.
Probabilmente non ci sono riuscito.
Aspetto un parere da Giancarlo. 🙂
@Giancarlo et al
io ti dico che nel SPT non c’è matematica….
maybe, sono assiomi con i quali cerchiamo di sintetizzare quello che vediamo.
credo si possa anche scrivere che :
-esiste una grandezza di stato detta entropia le cui variazioni sono pari a dS=dQ/T per una trasformazione reversibile.
-in un sistema isolato, l’entropia è in aumento, (può essere costante, ma se è costante, non succede e non succederà mai nulla.)
-T è quella cosa per la quale le due affermazioni di cui sopra sono vere
Un pochino di matematica c’è, in questo enunciato.
Questo enunciato ti permette di verificare agevolmente tutti gli altri enunciati, ai quali è deltutto equivalente.
Inoltre, se poni T=kPV (rudimentale termometro a gas perfetto), e calcoli il rendimento di un ciclo di Carnot a gas perfetto, pare che venga lo stesso risultato che ottieni facilmente applicando i tre assiomi di cui sopra. Quindi la T del tuo termometro a gas perfetto potrebbe essere proprio la T termodinamica del terzo assioma.
Una trasformazione reversibile è una trasformazione di un sistema, tale che quando il sistema torna allo stato iniziale, pure il suo ambiente è tornato allo stato iniziale. Impossibile, non può esistere, ma pare che le trasformazioni quasistatiche approssimino molto tale concetto così importante
Se dovete discutere, mi permetto di consigliarvi di confrontarvi sulle pagine del Chiorboli.
Il mattone di Fondamenti di chimica, per intenderci.
@mW
Questa non l’ho capita. Perché Fondamenti di chimica? Esistono molti trattati di termodinamica chimica, io stesso ne ho citato molti.
Questo è un regalo per i lettori del blog. Domani la versione tedesca.
Fai clic per accedere a The%20Mechanical%20Theory%20of%20Heat.pdf
Anzi, dropbox si è già sincronizzato
Fai clic per accedere a Abhandlungen%20%C3%BCber%20die%20Mechanische%20W%C3%A4rmetheorie.pdf
@Giancarlo
Grazie di cuore, è un bel documento.
@FermiGas
Tentavo solo di risolvere i dubbi di Cimpy, che non sa che cosa considerare ordine. L’uniformità delle morte termodinamica, dove fotoni e neutrini vagano in uno spazio immenso, può apparire ordine, a causa dell’uniformità di composizione del sistema (sistema ?).
Comunque il problema è di Cimpy, non mio. E anche di chi ha scritto la frase che Cimpy cita.
@Gabrichan
Io credo che niente sia più espressivo dei numeri. Soprattutto per la nonna laureata in chimica.
Le Tabelle JANAF sono fatte di numeri dimensionati, una serie per ogni elemento/composto. Questo dovrebbe insegnarci qualcosa. A spanne possiamo solo valutare il degrado delle Dolomiti, perché non sappiamo se oggi qualcuno va su a prendere calci le vette o se scaveranno trincee per la terza guerra mondiale.
@Camillo
A me pare che siano proprio i numeri a latitare nel caso dell’ordine/disordine: tu hai fatto il conto ed è giusto, a parte che lo hai fatto per una mole [spero finale] e non N molecole (ma questo è inessenziale ai fini del discorso, mica è un esame di termodinamica).
Così abbiamo appreso che, mettendo tutte le molecole in un unico volume, l’entropia diminuisce. A quanti il sistema finale appare più ordinato di quello iniziale delle due scatole? Chiedo di essere onesti, tanto non si vince nulla. Se Camillo non avesse calcolato l’entropia chi sarebbe stato in grado di rispondere sull’ordine?
Da notare che la termodinamica statistica fornisce esattamente lo stesso risultato:
ΔS = k ln [(N1! * N2!) / (N1+N2)!] (1)
che nel caso N1=N2=N >> 1 si riduce a
ΔS = k (2N+1) ln 1/2
Per Fermioni e Bosoni si conferma allo stesso modo la diminuzione di entropia, anche se con valori leggermente diversi.
Il tempo riflette la variazione di energia da uno stato di concentrazione a uno stato di diffusione
Concordo con Neutrino sull’idiozia di questa frase. Come si concilia con l’universo dopo il big bang quando l’energia era diffusa nel mare di fotoni ed altre particelle? Su questo aspetto dell’entropia primigenia mi pare che tu continui a glissare.
Non avendo ottenuto molti interventi, sono indeciso se proseguire e cercare di vedere che cosa succede ora all’entropia del nostro sistema se faccio espandere il gas a riempire i due volumi originari che ora metto in comunicazione. Espansione a temperatura costante.
Questo passo ulteriore spiega molto chiaramente dove voglio arrivare.
@Giancarlo
Certo che lo ho fatto per una mole; siccome conosci il numero di Avogadro, puoi fare gli adattamenti che ti servono.
Se si tratta di Argon, le moli finali coincidono con quelle iniziali.
Dì la verità, cerchi di piacere a Cimpy, che ha un animo da fisico o ingegnere che dir si voglia.
Perché devi considerare i nostri amici più impreparati degli amici di Oca?
E’ una espressione che va interpretata, dato che non contiene numeri ed equazioni; a me sembra corretta. Significa che l’energia perde di capacità di trasformazione con il tempo; qualsiasi forma di energia si degrada ad energia termica. Io l’ho capita così.
Peccato che Michelangelo non sappia nemmeno che esistiamo; un suo intervento sarebbe interessante.
Espansione isoterma.
V1 = Volume iniziale
V2 = Volume finale
S2 = S1 + R ln (V2/V1)
A questa sera. Ora fuori è sereno, fa caldo e non c’è vento.
Camillo Franchini ha detto (9 settembre 2014 alle 4:36 am):
Spero di interpretare bene: per “entropia” Lei intende “variazione di entropia” di una trasformazione termodinamica.
Sì, intendevo “variazione d’entropia”.
— —
L’enunciato di Clausius afferma che nell’Universo […]
Io sono abituato a distinguere tra Universo reale e universo termodinamico, come del resto mi hanno sempre ammonito i miei insegnanti di fisica. Mi astengo dal ragionare sul destino dell’Universo tutto avvalendomi del solo 2° principio secondo Clausius.
Egli, con le scarse conoscenze di centocinquant’anni fa, poteva ben permettersi d’estendere a cuor leggero il 2° principio all’intero Universo reale. Temo che oggi la questione sia più delicata e richieda meno superficialità.
@FermiGas
Non mi ricordo che posizione ha assunto sul tempo in termodinamica, ma mi rivolgo a Lei per segnalarLe l’ennesima conferma che il tempo non fa parte della termodinamica:
Spontaneity is a thermodynamic term that refers to a tendency, not necessarily to its actualization. Thermodynamics is silent on rates.
@FermiGas
Lo fanno tutti quelli che si occupano di termodinamica.
G. Buntkowsky, Physikalische Chemie 1, Thermodynamik (2003)
Uno dei tanti.
Clausius è solo il capostipite, le sue relazioni sono state sottoposte a vaglio da generazioni di studiosi e completate. La sua disuguaglianza è ancora oggi alla base della termodinamica. Nessuno l’ha mai contestata, che io sappia. Probabilmente lo ha fatto Giancarlo.
@FermiGas
Atkins (2010):
Come si fa a pensare che Clausius è superato? E’ presente in tutti i testi di termodinamica più recenti. In concreto, dove si trova scritto? Può citare una proposizione derivata da qualche testo autorevole, che non sia il solito articolo recuperato in rete?
@Camillo
Clausius è solo il capostipite, le sue relazioni sono state sottoposte a vaglio da generazioni di studiosi e completate. La sua disuguaglianza è ancora oggi alla base della termodinamica. Nessuno l’ha mai contestata, che io sappia. Probabilmente lo ha fatto Giancarlo.
Vedo che continui imperterrito ad utilizzare la nuova figura retorica da te inventata che consiste nell’attribuire ai tuoi interlocutori, che in quel momento dissentono dalle tue idee affermazioni, intenzioni o idee che essi non hanno. Attualmente lo fai con me, con FermiGas, con Neutrino.
Per essere più concreto ti esprimo in dettaglio quello che penso della termodinamica classica (Clausius), statistica (Boltzmann) e moderna.
1) Clausius: nessuno mette in dubbio la sua formulazione ma sutor ne ultra crepidas. Clausius non conosceva gli atomi, non conosceva la meccanica statistica, la cosmologia, la relatività, la MQ, la teoria dell’informazione e quel mostro della fisica che sono i buchi neri (che esistono).
Quindi se ci limitiamo alla termodinamica classica e a quella che serve ai chimici per evitare di andare in laboratorio attingendo solo alle tavole NIST-JANAF, non ho alcuna obiezione. Se alcune affermazioni di Clausius riguardano le cose che non conosceva, non vedo come possano essere considerate autorevoli. Rientra in questo l’estensione del SPT all’intero welt.
2) Boltzmann: idem; anche lui molte cose non le conosceva però è un grandissimo per quello che ha saputo dire. Sopra hai detto che termodinamica classica e statistica producono gli stessi risultati. Non è corretto. Prendi il caso che abbiamo visto nei giorni passati: assimilazione di due gas uguali in identità, moli e volume e poi espansione. I tuoi conti ci dicono che la variazione complessiva di entropia è nulla. Nei miei conti, statistici, l’entropia è nulla solo se si usa la formula di Stirling nell’ipotesi N >> 1. Se prendi la formula esatta si ha una variazione di entropia piccolissima, positiva. Io ho interpretato questa differenza alla luce del fatto che se riabbasso il setto di separazione dei volumi lo stato finale coincide con quello da cui siamo partiti a meno di piccole fluttuazioni del numero di molecole nei due volumi. Clausius ovviamente non è in grado di dirci nulla sulle molecole, semplicemente le ignora.
3) La termodinamica moderna semplicemente per te non esiste. A te non interessa che la termodinamica sia riconciliata con la relatività, cosa su cui gli studiosi stanno ancora litigando. Ci provò Plank per primo, ma pare che per 50 anni i suoi errori siano passati inosservati
Ora non ci serve la termodinamica relativistica per capire che qui sulla terra le elucubrazioni dei FuF siano appunto fuffa. Ma mi vuoi proibire di pensare che l’estensione del SPT all’universo mondo sia arbitraria? Io mica proibisco a te di estenderlo.
Però l’universo è pieno di neutrini, raggi cosmici ed altri oggetti relativistici: che ne facciamo? qual è la loro temperatura da mettere nella disuguaglianza di Clausius? e quale tempo ci mettiamo nella disuguaglianza èper l’intero universo? Che succede se gli oggetti del processo termodinamico sono alla stessa temperatura ma a velocità diverse?
Sei conscio dei salti mortali che Hawkins ha fatto per evitare che il buco nero oltre alla materia fagociti pure l’entropia con buona pace del SPT? A me, fisico della domenica, la cosa non convince molto, almeno fino a quando non avremo le prove dell’evaporazione dei buchi neri. Se tu vuoi far finta che il problema non esista, affare tuo. Vorrà dire che continueremo ad applicare il SPT nella formulazione di Clausius anche ai buchi neri.
L’altra cosa che mi premeva era rimuovere l’associazione dell’entropia (grandezza misurabile) all’ordine/disordine (qualità non misurabile e soggettiva). Per questo abbiamo giocato con i gas uguali: sfido chiunque ad affermare che aver riunito i due volumi uguali di gas uguale in un unico volume (riduzione dell’entropia) abbia significato un aumento percepibile dell’ordine (una scacchiera più affollata sarebbe più ordinata di due con metà pedine) e la successiva espansione abbia comportato un aumento del disordine fino a ritornare all’ordine iniziale (ma con una scacchiera doppia).
L’altra cosa che mi preme ma alla quale non trovo risposta (o semplicemente non sono in grado di capirla) è relativa allo stato entropico iniziale dell’universo. Roger Penrose nel suo famoso libro “La strada che porta alla realtà”, ne parla diffusamente intorno a pagina 700 dell’edizione italiana Dicembre 2005. Mi pare di capire che un mare di idrogeno primordiale per una ragione a me ignota sia in uno stato di bassa entropia per il cui il sole si può tranquillamente formare a bassa entropia. L’idrogeno della morte termica (ammesso che sia idrogeno) sarà invece ad alta entropia. Non capisco la diffenza di stato: per fortuna non sono il solo e molti altri scienziati sono in disaccordo. Non lo saprò mai.
Ovviamente tutto questo per te non esiste, non ostanti gli sforzi con cui a turno FermiGas, Neutrino ed io ci prodighiamo per farti almeno prendere in esame il problema.
Finché non la troviamo in un libro di tuo gradimento la termodinamica relativistica semplicemente non esiste.
@Giancarlo
Io posso proporti Feynman che in tre volumi di Lectures si occupa solo di termodinamica classica, che più classica non si può. Credo che il destino delle Dolomiti non abbia bisogno di termodinamica relativistica 🙂 . Basta e avanza l’analisi di Pucci scovata da Neutrino.
Feynman fa sua la disuguaglianza di Clausius con parole che troveresti in un testo di liceo.
@Camillo
Dire che all’inizio l’universo era in uno stato estremamente improbabile con entropia bassissima, per una ragione che non conosciamo, e che poi ha cominciato ad aumentare la sua entropia segnando il suo destino mi pare davvero degno di un genio. La casalinga di Voghera non ci sarebbe mai arrivata.
Vale ancora il fatto che l’entropia è il logaritmo eccetera ? Perché la vedo tosta dire che per il mare di idrogeno iniziale l’entropia era bassissima. Ma si sa come sono questi fisici; manca loro la concretezza dei chimici.
@Giancarlo
Attento a toccare Feynman; mi ricordo che nel nel 1966 le sue Lectures erano un testo di studio per i fisici dell’Università di Pisa. Per esempio lo usava il Prof. Braccini. Ho ancora un volume con appunti a matita di uno studente a margine. Non so che considerazione avessero le Lectures nelle altre Università. Da come ne scrivi forse a Roma non è mai stato usato. A me Feynman piace molto per la sua chiarezza. In ogni caso come chimico non sono certo in grado di muovere critiche a una sola sua riga.
@mW
Bentornato.
Il problema non è la termodinamica classica e non mi sento di aprire il Chioboli per imparare ora una materia che avrei dovuto imparare all’università. A me la termodinamica classica va benissimo, ha potere predittivo quasi infinito e Camillo ne è un maestro impareggiabile. Non metterei mai in discussione quello che afferma in tema di termodinamica chimica.
Il problema -e se non riusciamo a farci capire è sicuramente colpa nostra, FermiGas, Neutrino, io…- è che -parlo per me- io ritengo arbitraria l’estensione della termodinamica classica e del SPT all’universo così come lo concepiamo oggi (in espansione, relativistico e governato dalla MQ in attesa di una nuova gravità quantistica). Forse domani tutte queste ci sembreranno assurdità inconcepibili e torneremo all’universo classico, deterministico e con il tempo al centro. Fino ad allora non saprei neppure che orologio considerare per vedere l’evolvere dell’entropia. Prova ad immaginarti a cavallo di un neutrino mentri ti guardi attorno e stai per essere inghiottito da un buco nero.
O forse più semplicemente il SPT è il principio universale che determina tutto il resto: ma penso che occorrerebbe dimostrarlo e convincere l’energia e il momento. Si potrebbero offendere.
@Giancarlo
“io ritengo arbitraria l’estensione della termodinamica classica e del SPT all’universo così come lo concepiamo oggi (in espansione, relativistico e governato dalla MQ in attesa di una nuova gravità quantistica.”
Ottima sintesi, grazie.
@Giancarlo
Più che arbitraria direi audace, infatti la citazione di Buntowsky che ho riportato contiene l’avverbio di prudenza “vermutlich”.
Altro atteggiamento prudente è espresso da Klotz, che scrive:
Today we would hesitate to comment on the energy or entropy of the universe, because we have no way to measure these quantities, and we would refer only to the surroundings that are observed to interact with the system. Some cosmological theorists have suggested that the increase in entropy postulated by the second law is a result of the expansion of the universe. One recent set of astronomical measurements leads to a prediction that the universe will continue to expand, and another predicts that expansion will reach a maximum and reverse.
Planck è molto più assertivo di noi sul secondo principio.
Intanto si appoggia alla disuguaglianza di Clausius
e afferma che il secondo principio vale anche indipendentemente dagli esperimenti che si possono fare per contestarlo, cosa che pochi di noi oserebbero fare.
La situazione che si realizza nell’espansione irreversibile di un gas ideale porta a considerazioni interessanti e secondo me importanti.
Se si toglie la barriera che separa le due camere il gas fluisce dalla camera a pressione alta verso quello a pressione bassa. In condizioni isoterme la variazione di energia interna è nulla. Con l’espansione irreversibile si è perduta la possibilità di produrre lavoro. Nelle condizioni iniziali il gas avrebbe potuto compiere un lavoro spingendo un pistone. Al termine della trasformazione spontanea la capacità di produrre lavoro è scomparsa. La qualità dell’energia si è modificata. Un aumento dell’entropia conseguente all’espansione del gas corrisponde a una degradazione dell’energia. La perdita del gradiente di pressione ha annullato la possibilità di ottenere lavoro dal gas.
Per questo Atkins scrive che l’entropia è una misura della qualità dell’energia e Klotz che una variazione di entropia è la misura dell’indice di esaurimento dell’energia (entropy as an index of exhaustion).
Noto che seguiamo due approcci diversi; tu esprimi spesso opinioni personali; io invece cerco di rappresentare la posizione della scienza nota, citando testi di termodinamica noti e in uso corrente. Su certi argomenti non intendo avere opinioni personali. Un chimico non può avere conoscenze serie di cosmologia, al di fuori di quanto chiunque può ricavare da un articolo di Le Scienze. Io ho trovato molto conseguenti i ragionamenti di Paul Davies nel suo “Gli ultimi tre minuti”. Ma le mie conoscenze in questo campo sono quelle di un chimico, zero.
PS. Ha ragione Ascoli65, noi ci occupiamo di cosmologia ma tutti pensiamo alle interrogazioni sulla ff e alla pessima iniziativa di affidare il giudizio sulla ff a una commissione, continuando a spendere denari e a menarla.
@Camillo
Francamente non capisco questo tuo modo di procedere. L’esempio da te portato, non è quello di cui stavamo discutendo, in cui i due gas sono uguali e alla stessa pressione. Hai calcolato tu stesso che per quel caso l’entropia non varia ed il risultato è identico al mio calcolato con la teoria dell’informazione. Io non ho posizioni personali. Alcune mie posizioni che sembrano personali si sono formate in 15 anni di insegnamento in cui ho consultato e letto decine di libri. Mi premeva solo dimostare che il concetto di ordine, usato da tutti, è altamente fuorviante e privo di significato. Poi si dà spago a Mastromatteo.
Tu continui a cambiare discorso e questo non giova al dialogo. Ti ricordo che il fulcro del discorso è se non sia errato estendere la termodinamica classica di Clausius all’universo mondo. Ti ricordo che la temperatura di Clausius è una grandezza assoluta. Ora, con la termodinamica di Clausius prova ad affrontare il seguente problema:
1) siano dati due corpi neri A e B rispettivamente a temperatura Ta>Tb.
2) siano dati due osservatori Oa e Ob vicini rispettivamente ai due corpi neri
3) i sistemi di riferimento Sa e Sb siano in moto relativo a velocità 0,3c
Q1) Si raggiunge l’equilibrio termodinamico?
Q2) La temperatura finale di A è la stessa per entrambi gli osservatori?
Q3) La variazione di entropia è la stessa per i due osservatori?
@Camillo & Ascoli65
Siete entrambi pesantemente in errore. Non è previsto alcun compenso per i commissari che non sono commissari e quindi il contribuente non avrà oneri aggiuntivi. Ora cerco di informarmi su che cosa è successo.
@Giancarlo
Scrivo a te ma so che altri ci leggono.
Mi interessava presentare in questa fase il concetto di entropia come indice di esaurimento (exhaustion) dell’energia. Mi sembra che il concetto debba far parte del bagaglio di conoscenze necessarie per capire l’appiattimento delle Dolomiti, che resta sempre il centro dei nostri interessi. Si tratta dell’applicazione della disuguaglianza di Clausius.
A noi basta fermarci al sistema solare, dove gli avvenimenti sono più prevedibili e limitati ad ere geologiche.
A questa sera, buon fine settimana a te e a tutti i termodinamici dell’Universo.
Thermodynamiker der ganzen Welt einigt euch!
Grazie (penso a nome di tutti).
@Giancarlo
Paradosso di Gibbs, troppo distante dai nostri interessi, restiamo sulle Dolomiti.
Lo fanno tutti quelli che si attengono all’ipotesi che l’Universo sia destinato a un’espansione irreversibile. L’espressione “morte termodinamica dell’Universo” ti è certamente nota. E’ lo sviluppo conseguente della disuguaglianza di Clausius. Sono considerazioni che si trovano su testi di studio ordinari. Ovviamente se si considera che il tempo cambi verso, le cose cambiano. Anche il Big Crunch modificherebbe il concetto di entropia. Per adesso gli astronomi vedono un universo in espansione, accontentiamoci.
In ogni caso il destino delle Dolomiti è molto più prossimo del destino dell’Universo, perfino di quello del sistema solare.
Buona domenica.
Camillo Franchini ha detto (11 settembre 2014 alle 10:33 pm):
Non mi ricordo che posizione ha assunto sul tempo in termodinamica
Semplificando, la mia posizione è: il tempo non figura nella termodinamica classica, ma è ben presente nella termodinamica di non equilibrio.
Sottolineo la parola “semplificando”, perché ai tempi dell’università non ho visto nessuno crocifiggere il prof. di Fisica Tecnica (né l’autore del relativo testo consigliato) quando si sono riformulati il 1° e 2° principio, derivandoli rispetto al tempo; l’operazione, pur in un contesto di termodinamica classica, era necessaria per trattare sistemi aperti quali: ugelli, diffusori, turbine, compressori, scambiatori di calore, miscelatori, reattori chimici continui, valvole di laminazione, ecc. Ricordo anche che quest’operazione fu piuttosto indolore e scevra da polemiche.
— —
(11 settembre 2014 alle 10:48 pm)
Come si fa a pensare che Clausius è superato?
Forse perché l’Universo reale differisce da una scatola chiusa, isolata e senza gravità?
Basta leggere un po’ la letteratura che si trova in merito: si parla di entropia per volume comovente, di evoluzione temporale dell’entropia, di equilibrio termodinamico locale, di area dell’orizzonte degli eventi, di buchi neri e loro evaporazione, serve la costante cosmologica, la costante di Hubble, il parametro densità, le equazioni di Friedmann… Insomma, non proprio tutto alla portata di Clausius.
@FermiGas
In questo campo la letteratura sfusa è per così dire molto pittoresca.
Se mi trova un trattato, un testo universitario di chimica fisica, termodinamica chimica, cosmologia, astrofisica, dove l’argomento viene trattato come dice Lei La seguirò volentieri. Per adesso non l’ha fatto, ma c’è tempo.
Non segua l’esempio di HT che finisce i suoi messaggi con una serie di link a siti inverosimili.
@Camillo
Non segua l’esempio di HT che finisce i suoi messaggi con una serie di link a siti inverosimili.
Visto che a quanto pare sente la mia mancanza, e che ormai ci accomuna il fatto di stare entrambi nella lista nera della blogger gallica, volevo proporle ancora un paio di link inverosimili, che riprendono a bomba l’argomento da cui siamo partiti: il secondo principio e possibili violazioni macroscopiche.
Ricordiamo che Celani, per aver solo ipotizzato possibili violazioni macroscopiche del SP, è stato “crocifisso” mediaticamente con l’auspicio che venisse licenziato in tronco dall’INFN.
Bene, allora bisogna decidere che punizione esemplare infliggere a 3 fisici ed un chimico di prestigiose università americane, che non solo ipotizzano la macroviolazione del secondo principio, ma descrivono, pubblicano (1) su riviste peer-reviewed di tutto rispetto (Physic Review E, Foundations of Physics) e presentano ad un congresso dell’APS (2) i risultati di un semplice esperimento nel quale, all’interno di un sistema isolato (blackbody cavity) si instaura un gradiente stazionario di temperatura di oltre 120K, in aperta violazione del secondo principio.
Ecco il sacrilegio:
Second, the temperature differences in DP experiments generated Seebeck voltages that can drive currents and did, through their thermocouple gauges—thus, were capable of performing work like a heat engine
Ho letto l’articolo e per quello che ne posso capire mi sembra che abbiano cercato tutte le possibili spiegazioni “convenzionali” senza però trovarne nessuna plausibile.
In passato ne avevamo già parlato qui (4), e lei aveva scritto:
Le reazioni tra gas a bassa pressione favorite da una catalisi eterogenea sono note e nessuna finora ha violato il 2° principio.
Ovviamente trattandosi di argomento “forti” vanno accolti con tutte le cautele del caso, ma adesso la violazione parrebbe esserci. L’esperimento descritto è semplice e senza segreti: potrebbe essere uno spunto per il GSVIT ?
Inoltre: il differenziale di temperatura stazionario ricorda l’esperimento di Fralick (NASA) e soprattutto quello di Dennis Cravens al Ni Week che tanto divertiva Cimpy.
Da notare infine che in questo caso non si sono NDA: tutto pubblico e opensource (3), con l’invito a replicare il loro esperimento e la costituzione di un gruppo meetup che ha lo scopo agevolare la diffusione della tecnologia. In ogni caso, a mio avviso, il metodo seguito dagli autori va apprezzato ed incoraggiato.
Ma non è finita qui, ci sono altri spunti interessanti: le similitudini con gli esperimenti e le ipotesi di Celani sono evidenti: entrambi infatti utilizzano la dissociazione / ricombinazione dell’H2 su superfici diverse in condizioni di non-equilibrio
Visto che, come insegnava Huizenga, un miracolo è difficile, ma 2 o 3 sono impossibili, sarà mai che il crocifisso Celani ha invece intuito per primo il meccanismo alla base delle anomalie termiche riscontrate negli esperimento LENR (che quindi nucleari non sarebbero) ?
Ma non corriamo troppo, meglio aspettare repliche e conferme.
(1) http://jointheparadigm.com/wp-content/uploads/2014/08/Foundations-of-Physics.pdf
(2) http://meetings.aps.org/Meeting/MAR14/Session/A2.11
(3) http://jointheparadigm.com/open-source-energy/
(4) https://fusionefredda.wordpress.com/2014/06/24/hermano-tobia-1/#comment-41540
@Hermano Tobia
Bentornato. Ebbene sì, si sentiva la Sua mancanza e soprattutto quella dei Suoi straordinari link.
C’è materia per riflettere per tutti.
Se le LENR non sono nucleari bisogna immediatamente modificare l’acronimo. Si tratta allora di Lew Energy Chemical Reactions, LECR?
Via, godiamoci i link.
Bentornato, HT.
Le palle di Cravens mi divertono sempre molto, soprattutto quando, in barba ad ogni.lezione ricevuta, insisti a tirarle fuori dai pantaloni per mostrarle a tutti gli astanti: metti di buon umore l’intera platea.
Devo confessarti che speravo in un tuo ritorno: hai un rating di fesserie al secondo elevatissimo, e di norma riesci a mettere tutti gli scettici d’accordo su questo fatto in tempo zero. Per esempio: macro violazioni del SPT? Nei tuoi sogni, forse, HslT…
Camillo Franchini ha detto (13 settembre 2014 alle 12:21 am):
Non segua l’esempio di HT che finisce i suoi messaggi con una serie di link a siti inverosimili.
Ritengo, anche solo per questione di buon senso, che sia di gran lunga più inverosimile credere inflessibilmente che l’espressione matematica dell’entropia dell’Universo intero sia la medesima che vale per il dewar che mi portavo in spiaggia con le bevande fresche.
@FermiGas
Anche solo per una questione di buon senso, quando vedo un sasso che cade dalle Dolomiti, che potrebbe fornire un lavoro e non può più tornare spontaneamente al suo posto, credo che il destino delle Dolomiti sia di perdere poco per volta capacità di produrre lavoro. Si tratta della distruzione di un gradiente di energia, un fenomeno necessario, spontaneo.
Pensi che il primo a saper interpretare correttamente la disuguaglianza di Clausius è stato Helmholtz. Altre intelligenze.
@Giancarlo
Chiunque lavora viene pagato, a ore, a gettone, in modo forfettario. Spese ci sono sempre, anche quando si distoglie personale statale dall’attività di routine. Sarebbe dovuto bastare fare rilevare ai politici che nella F&P non sono mai stati trovati neutroni e che la versione povera di Piantelli e Focardi era uno sviluppo sgangherato della F&P.
Vedremo se il Comitato proporrà una serie di esperimenti cruciali della durata minima di un anno.
@Neutrino
Non credevo di dovere difendere il il Dr Pucci, che si esprime in modo chiaro. Vediamo cosa intende Pucci per concentrazione e diffusione dato che anche altri possono non avere capito la sua prosa che mi sembra tutt’altro che complicata.
Partiamo dall’equazione che stabilisce che l’energia interna di un gas ideale rimane costante quando si varia volume o pressione a temperatura costante.
Consideriamo la seguente situazione sperimentale:
Due recipienti adiacenti sono separati da un setto; un recipiente contiene un gas a pressione P1, l’altro è vuoto. Si collegano i due recipienti in modo che il gas fluisca e raggiunga una pressione P2.
La variazione di entropia delle trasformazione è data dalla relazione:
ΔS = n R ln (P1/P2) > 0 (n = numero di moli; R = costante dei gas)
All’aumento di entropia corrispondente alla caduta di gradiente di pressione si accompagna la perdita della capacità da parte del gas di fornire lavoro.
L’energia interna non è variata, è invece cambiata la sua natura. Nella situazione iniziale si poteva ricavare lavoro usando uno stantuffo. Nella situazione finale non si può più ricavare lavoro. L’energia si è conservata ma si è degradata. E’ come se la temperatura della caldaia di una locomotiva fosse portata a temperatura ambiente.
A un aumento di entropia del sistema è corrisposta la perdita della sua capacità di produrre lavoro.
Questa situazione può essere generalizzata in tutte le situazioni in cui l’energia si trasforma in lavoro.
Credo che la disposizione sperimentale che ho scelto rappresenti bene i concetti di concentrazione e diffusione usati da Pucci.
Bravo Dr Pucci.
@camillo
Si peccato che una riga prima parla di variazione di energia.
Il tempo riflette la variazione di energia da uno stato di concentrazione a uno stato di diffusione o da uno stato di ordine a uno stato di sempre maggiore disordine.
Il problema sta qui: parlare senza formalizzare, o peggio formalizzare ma non rispondendo appieno alle condizioni del sistema fisico suggerite da una frase non e’ scienza.
Perche’ nel tuo set-up sperimentale il tempo non c’e’ e non ci potrebbe essere. tu la bori tra due stati di equilibrio e non sai in quanto tempo si va da uno alll’altro (tra l’altro questo e’ il tuo cavallo di battaglia). Ora perché’ difendi una frase idiota dal punto di vista scientifico ?
@Neutrino
Non è il mio cavallo di battaglia, è quello della termodinamica. Recentemente ho citato alcuni testi di termodinamica che mettono in evidenza l’assenza del tempo dalla termodinamica. Nell’esempio che ho riportato ho ricordato che a temperatura costante l’energia interna del gas ideale non dipende da variazioni di volume e pressione e ho calcolato l’entropia della trasformazione. Ogni altra informazione sarebbe ridondante, compreso il tempo necessario per raggiungere l’equilibrio, principio di Occam. Il tempo necessario per spianare le Dolomite interessa il geologo e i montanari, mica il termodinamico. Il geologo può anche sapere che per qualche milione di anni le Dolomiti si sollevano ancora. Il termodinamico informa che anche così le Dolomiti sono destinate a spianarsi, perché anche l’energia tettonica è destinata a esaurirsi.
Michelangelo Pucci ha dato per noti i calcoli che ho fatto, perché ha scelto di fare un blog descrittivo adatto a un pubblico vasto. Non ha voluto scrivere un trattato di termodinamica chimica. E’ tutto perfettamente accettabile. La frase non è idiota da un punto di vista scientifico, appare tale solo per chi ha cultura da fisico. Per un chimico non è idiota. Quando qualsiasi sistema raggiunge l’equilibrio non ci ricavi più un solo erg di lavoro. Tutti i sistemi tendono a modo loro a raggiungere l’equilibrio, non importa se isolati, aperti o chiusi.
Scrive Atkins con grande chiarezza:
To fix our ideas in the concrete at an early stage it will be helpful throughout this account to bear in mind that whereas U is a measure of the quantity of energy that a system possesses, S is a measure of the quality of that energy: low entropy means high quality; high entropy means low quality.
E’ esattamente quello che scrive Pucci, senza ricorrere a equazioni.
@Camillo
Ne’ tu ne’ tantomeno pucci sapete formalizzare la frase in questione. Essa vale per quello che e’: aria modulata.
@Hermano Tobia
Avendo visto parlare di Sheenan su vortex, mi aspettavo che arrivassi tu e l’epicatalisi. Quindi, ho montato i lavori sull’ebook reader e domenica mattina li ho letti al caldo sole quasi autunnale della spiaggia di Terracina (è uno dei pochi vantaggi del vivere in Terronia, a parte la Roma). In particolare ho letto accuratamente quello su Foundation of Physics faticando un po’. Tu che sicuramente lo hai letto prima di me forse mi puoi togliere un dubbio. Soprattutto nell’esperimento DP che è molto ben descritto geometricamente, dove sono i canali di ingresso e uscita dell’idrogeno secondo te? Gli autori non lo dicono.
Grazie in anticipo.
@Hermano Tobia
Il mio è un dubbio genuino, ma vedo che a te conviene rispondere aria fritta e a cambiare discorso. E’ un’arte in cui eccelli.
@Giancarlo
al caldo sole quasi autunnale della spiaggia di Terracina
Beato te … io a fine agosto sono stato sul monte Lussari (1800 m slm circa) e qualche giorno dopo è venuta una bella nevicata (1) …. ma non c’era il global uorming ? che abbia fatto la stessa fine del buco dell’azoto ? Mah, forse bisogna avvertire l’oca e i suoi adepti …
Avendo visto parlare di Sheenan su vortex, mi aspettavo che arrivassi tu e l’epicatalisi.
Spero che tu abbia letto l’articolo con un’attenzione maggiore rispetto a quella che riservi alla lettura dei miei modesti commenti. Come ho infatti ricordato nel mio intervento precedente, i lavori sull’epicatalisi li avevo proposti su questo blog ai primi di luglio (2), poi a settembre è apparso il post su MFMP (3) e quindi l’argomento è rimbalzato su vortex. Vabbè che c’è la retrocausation, ma non esageriamo …
dove sono i canali di ingresso e uscita dell’idrogeno secondo te
Nella pagina facebook (4) di Paradigm Energy (la ditta di Sheenan) puoi vedere la foto della strumentazione utilizzata per l’esperimento: noterai che essa è leggerissimamente più complessa rispetto allo schema semplificato che hanno riportato nel lavoro: in tale schema, infatti, oltre ai canali di ingresso ed uscita manca la pompa a vuoto, i sensori di temperatura del core, valvole, ecc … A occhio dalla foto il canale di ingresso/uscita dell’idrogeno potrebbe essere quello che si vede in primo piano (poco sopra la scritta).
Magari nella versione 2.0 del reattore si fanno prestare da Rossi una delle sue pasticche, così il canale non serve più …
A proposito, sul JONP(5) Rossi scrive:
Nature can take one billion years to make a stone travel from the Alps to the Adriatic sea
Che si sia appassionato anche lui al dibattito sulle dolomiti che vengono spianate ?
(1) http://www.udinetoday.it/cronaca/neve-monte-lussari-friuli-1-settembre-2014.html
(2) https://fusionefredda.wordpress.com/2014/06/24/hermano-tobia-1/#comment-41540
(3) http://www.quantumheat.org/index.php/en/follow/old-experiments/follow-2/412-2nd-rule-of-thumb-of-thermodynamics
(4) https://www.facebook.com/ParadigmEnergy
(5) http://www.journal-of-nuclear-physics.com/?p=859&cpage=5#comment-999532
@Hermano Tobia
Scusami, la domanda non era chiara. Non mi riferivo al fatto che l’idrogeno fosse messo nella cavità, cosa su cui non ho dubbi; ma se durante l’esperimento la situazione fosse calma o ci fosse invece un flusso continuo di idrogeno. Comunque, come leggerai sotto, -maledetta moderazione- ho chiesto direttamente a lui.
Grazie lo stesso.
@Giancarlo
ma se durante l’esperimento la situazione fosse calma o ci fosse invece un flusso continuo di idrogeno
Domanda interessante, cosa ti ha risposto Sheehan ?
@Hermano Tobia
Che, ahimé, non c’era alcun flusso. La potenza alla massima temperatura e pressione era circa 2 kW (!) e la situazione si stabilizzava in 10-20 secondi.
Siccome è un loop aperto sarebbe interessante capire che cosa stabilizzasse la situazione. Forse l’operatore che spegneva l’interruttore quando il tutto gli sembrava troppo caldo.
@Giancarlo
Grazie per la risposta. Se, come sembra, Sheenan & C. manterranno fede all’approccio open-science, non penso che dovremmo attendere molto per capire se hanno preso un abbaglio oppure no.
Non capisco come mai nel caso dei neutrini superluminali non c’è stata alcuna polemica, sono state proposte varie ipotesi (alcune molto più fantasiose di quelle di cui si discute qui) per poi trovare che gli sperimentatori avevano collegato male un cavo, mentre nel caso di LENR o Sheenan si parte subito prevenuti. Tu come lo spieghi ?
Una delle poche cose che ho imparato quando facevo ricerca durante il dottorato all’Univ (che non ho terminato, avendo trovato lavoro nel frattempo) è che anche un risultato negativo è importante, a patto che sia certo e condiviso da tutti.
Non serve scomodare Giancarlo, te lo posso dire persino io HT: quelli dei neutrini superluminali, quando gli hanno dimostrato/hanno trovato l’errore commesso, hanno smesso subito – si sono presi (loro e lo sponsor) la loro dose di battute, ma poi hanno rimesso i remi in barca.
Invece ai FF da quanto è che si dice che non funziona? E i tuoi beneamini cosa fanno? Continuano, ciascuno con la sua formula magica, ciascuno quanto più può tenendosi lontano da chi lo possa smentire, ciascuno convinto di fare fusione -tutti ad un passo dalla soluzione finale, basta che arrivi il finanziamento giusto (o anche uno zio d’america, va bene uguale…)
Ecco, a patto che sia certo e condiviso da tutti. Certo per chi, HT? Per chi crede che ogni risultato negativo dipenda dalla geometria del momento? Condiviso da chi? Da chi si dimentica di dire ai colleghi cosa è successo nell’Hyperion? Da chi scalda costantana e dice che fa eccessi di calore che spariscono appena i tubi finiscono in mani capaci? Da chi dichiara di avere celle in overunity che funzionano solo se Massa se ne sta lontano? Da chi esibisce palle alle fiere? Ma facci il piacere, dài…
@Hermano Tobia
Non capisco come mai nel caso dei neutrini superluminali non c’è stata alcuna polemica
In realtà, io parlo per me, almeno un mio amico che aveva scritto un lavoro di appoggio alla superluminalità l’ho preso in giro ben prima che si scoprisse l’inghippo. La cosa bella è che il suo referee, un giapponese, migliorò addirittura la teoria con un lavoro successivo.
Allora, Sheehan ha questo track record:
http://dx.doi.org/10.1063/1.871276 :38 citazioni
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevE.57.6660 :32 citazioni
http://dx.doi.org/10.1063/1.872924 :26 citazioni
http://link.springer.com/article/10.1023/A:1003684421550 :25 citazioni
http://dx.doi.org/10.1063/1.871834 :24 citazioni
http://link.springer.com/article/10.1023/A:1020479302947 :ancora meno
http://dx.doi.org/10.3390/e6010001
Qui mi fermo per carità di patria. Se provi a leggere gli abstract ti accorgi che lui non ha trovato una violazione del SPT che basterebbe a renderlo meritevole del Nobel (anche se dalle citazioni pare che gli credano solo gli amici); ma ne ha trovate almeno una decina in ambienti fisici diversissimi che spaziano da quello che sappiamo già, ai plasmi, ai semiconduttori, ai MEMS, alle sfere pesanti sospese in un corpo nero.
A te non viene nessuno sospetto visto che in 200 anni non ne è stata trovata neppure una di violazione? Non riconosci il pattern tipico di alcuni nostri amici che appena si mettono a fare qualcosa scoprono cose che noi umani non riusciamo neppure a immaginare? A parte Josephson, ne trovi uno che abbia fatto qualcosa di rimarchevole nella GAP?
Il suo sito jointheparadigm.com oggi è inaccessibile ma ricordo che qualche giorno fa ho letto che distribuiscono le licenze della loro tecnologia e con il ricavato finanziano l’open science [io sono molto malizioso e sento subito puzza di bruciato]. Ricontrolleremo quando tornerà disponibile.
Semplicemente geniale… 😀
@Hermano Tobia
Fa nulla, mi ha risposto direttamente Sheehan (abbiamo pure scoperto di avere amici in comune; debbo selezionare meglio le mie amicizie).
Grazie lo stesso.
@Neutrino
Credevo che questo sarebbe stato sufficiente per farti capire come funziona la termodinamica.
Ma non è un problema, il discorso può essere riaperto. A me interessa che capiscano i frequentatori di questo blog, non i fisici, che usano categorie diverse e non dispongono di conoscenze di termodinamica chimica. Non mi sono mai illuso che avresti capito.
Penso a un Neutrino 4. Mi serve un giorno di pioggia. Mi piacerebbe dare risalto alla tua citazione di Pucci.
Posso chiederti se appartieni in quota INFN al Comitato che deve aiutare i Ministeri a preparare la risposta a Realacci?
@Giancarlo,
Feynman mi piace perché non è mai spiazzante e conferma con parole sue concetti acquisiti e sedimentati.
Ecco quello che scrive su disordine ed entropia:
Quante volte si è scritto anche qui che
The universe always goes from “order” to “disorder”, so the entropy always increases.
senza ricorrere all’autorevolezza di Feynman.
Immagino che per Neutrino questa parole siano “aria modulata”.
@Camillo
Feynman mi piace perché non è mai spiazzante e conferma con parole sue concetti acquisiti e sedimentati.
Sta parlando dello stesso Feynman che definì così la scienza:
Science is the belief in the ignorance of experts
?
Trovo tale definizione assolutamente condivisibile.
@camillo
Pucci non e’ Feynman. Tra l’altro ti comunico che e’ laureato in filosofia.
Quindi applicando la tua logica dovrebbe tacere.
O lui puo’ occuparsi di termodinamica perché’ a te piace ????
@Neutrino
Mi hai fregato sul tempo. Avrei detto avvocato; o psicopompo.
@Neutrino
Sono abbastanza smaliziato per sapere da solo se uno scrive sciocchezze o no, se si tratta di termodinamica. Io mi riferisco al testo che hai riportato con notevole diligenza.
Non posso certo scrivere che sono cavolate solo perché è laureato in filosofia. Può darsi che offra ospitalità a un figlio laureato in qualche disciplina scientifica.
@Camillo, Feynman
Ecco quello che scrive su disordine ed entropia
Quandoque bonus dormitat Homerus; mi spiace per Omero, per Feynman e per te ma complice il carattere divulgativo del libro, il brano da te riportato presenta inesattezze. Procediamo con calma:
1) The logarithm of that number of ways is the entropy
Questo non è assolutamente vero. L’entropia è la somma cambiata di segno su tutti gli stati della probabilità di ogni stato moltiplicato per il logaritmo della probabibiltà. Solo se tutti gli stati sono equiprobabili si riduce all’espressione di Boltzmann citata da Feynman.
Feynman si è scordato la parola “maximum” davanti ad entropy e di precisare “se sono stati rimossi tutti i vincoli, indipendentemente dall’ordine in cui sono stati rimossi”.
2) We measure “disorder” by the number that the insides can be arranged, so that from the outside it looks the same
Quindi secondo Feynman il numero di microstati termodinamici (o come li chiamavi tu ai tuoi tempi) costituisce il disordine e il logaritmo del disordine è l’entropia. Buffa definizione fisica e soprattutto inutile: l’entropia è definita positiva per cui il suo esponenziale (il disordine) segue la stessa legge di crescita; quali informazioni aggiuntive ci dà parlare di ordine e disordine se non darci la tranquillità di aver capito tutto enunciando una semplice tautologia? Ripeto la domanda già fatta: ho due gas identici nelle stesse condizioni (p, V, T), rimuovo il setto separatore e lascio mescolare i gas. L’ordine (il disordine) com’è rispetto a prima senza calcolare l’entropia?
Onestamente pensavo che l’Ipse dixit non andasse più di moda da qualche secolo.
@Giancarlo
Apprezzo e rispetto le tue critiche, però devo osservare che le Lectures non hanno carattere divulgativo, almeno presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa. Circolava perfino una traduzione, non mi ricordo di quale editore; era una brossura con la copertina rossa. Insomma, credo che debba vedertela con i fisici, almeno quelli più anziani.
Forse qualcuno sa che uso viene fatto oggi di un testo molto diffuso e noto presso altre discipline.
Cos’è, oggi Feynman è passato di moda?
@Camillo
Intendevo dire che non si tratta di un libro di testo concepito e scritto dall’inizio come tale, ma costituisce la cosiddetta sbobinatura delle lezioni tenute da RF nel periodo 1961-1963 messa in bella copia da Leighton & Sands. Molte volte le lezioni concedono qualcosa al rigore fisico se vogliono essere efficaci. Rimane comunque il più bel corso di fisica da me letto.
@Hermano Tobia
Parlo del Feynman autore di Lectures on Physics
Grazie al cielo lì non si occupa di termodinamica relativistica, se esiste. Si diverta a leggere come descrive il ciclo di Carnot, lo centellina.
@Camillo
Parlo del Feynman autore di Lectures on Physics
Allora è proprio lui. Ha aggiunto anche questo:
Science alone of all the subjects contains within itself the lesson of the danger of belief in the infallibility of the greatest teachers of the preceding generation.
http://en.wikiquote.org/wiki/Richard_Feynman
@Hermano Tobia
Bell’esempio di modestia; a me piaceva molto anche come persona. In questa occasione ci ha aiutato a riportare il confronto alla nostra portata. Basta una frase come
the universe goes from “order” to “disorder” so entropy always increases, per tranquillizzare tutti, spero.
@Camillo
Bell’esempio di modestia
Beh, più che un esempio di modestia, in tali parole io vedo una stroncatura feroce e senza appello del suo approccio nella critica alle LENR. Non trova ?
@Camillo
Ultima cosa prima di andare a dormire. Non ho molto gradito la censura su un commento di mW fatto sparire dopo che già era stato pubblicato e letto. Credo che anche altri lettori che ricevono i commenti via mail abbiano avuto la stessa sgradevole sensazione; a meno che mW non ci dica che ti ha chiesto lui privatamente di rimuoverlo, nel qual caso chiedo scusa in anticipo a te e a lui.
@Giancarlo
Ho fatto violenza a mW perché non mi piacciono le sue spiritosaggini che fanno alligare i denti, occupano spazio e fanno perdere tempo; figurati che devo ancora mettermi in pari con i commenti di Massa e Ascoli65.
In ogni caso per togliermi un peso dalla coscienza libero il commento di mW.
Ammetterai che non aggiunge nulla alle nostre conoscenze. Lo metto in moderazione così sono tranquillo. Tutte le sue spiritosaggini saranno censurate. Quelle può riservarle a Oca, che ospita spiritosi di mestiere.
Commento veloce (e consentitemi una provocazione): il secondo principio dice che SE c’è una trasformazione in un sistema chiuso, questa avverrà nella direzione di aumentare (o al massimo lasciare inalterata) l’entropia del sistema. Non dice niente sul “quando”. Ora le Dolomiti sono soggette ad erosione (acqua, vento, piante, ecc.). Quindi spariranno. Ma immaginiamo di metterle in una bacheca di vetro, eliminare l’aria e l’acqua, uccidere tutte le piante e perfino i micro-organismi (orrore!). Pago uno tipo per fare la manutenzione della bacheca (che tanto non fà parte del sistema chiuso). Allora le Dolimiti rimarrano li’ per sempre. Si tratta di un sistema meccanico stabile: non c’è ragione per cui dovrebbe trasformarsi (a meno che Camillo non voglia scomodare decadimenti protonici o la fine dell’universo, il che lo troverei molto scorretto). Il “quando” indeterminato potrebbe anche essere un “mai”.
@marcomic
Le sarà sfuggito, ma abbiamo già esaminato il caso, considerando un pianeta senza atmosfera. Lì è dura aumentare l’entropia. Non so che ipotesi facciano, ma certamente ci avranno pensato. Nella morte termodinamica descritta da Paul Davies è considerato anche il decadimento dei protoni, dato che alla fine restato solo neutrini, fotoni, elettroni e positroni in diminuzione.
The universe of the very far future would thus be an inconceivably dilute soup of photons, neutrinos, and a dwindling number of electrons and positrons, all slowly moving farther and farther apart. As far as we know, no further basic physical processes would ever happen.
Troppo lontano, accontentiamoci delle Dolomiti.
Comunque sono studiati altri destini per l’Universo, se Le fa piacere
Marcomic ha detto (19 settembre 2014 alle 10:46 am):
il secondo principio dice che SE c’è una trasformazione in un sistema chiuso […]
Attenzione, perché la legge dell’accrescimento dell’entropia vale per i sistemi termicamente isolati, che non sono esattamente la stessa cosa dei sistemi chiusi!
@Fermigas,
volevo aggiungere che è però sempre possibile immaginare un “ambiente” termicamente isolato, con il quale il mio sistema efettua tutti i suoi scambi, al quale applicare la legge di incremento, ottenendo gli stessi risultati delle altre formulazioni. Per questo, la legge dell’accrescimento dell’entropia di un sistema isolato è equivalente alle altre formulazioni, anzi IMO può essere un assioma molto potente nella pratica, dal quale far discendere comodamente tutti gli assiomi equivalenti.
@ FermiGas: grazie della correzione, avevo dimenticato di specificare “e termicamente isolato”
@ Camillo: no grazie, gli altri destini dell’universo, ancora, non mi interessano.
@marcomic
Espressione che lascia perplessi: intende un sistema adiabatico, che non scambia calore con l’ambiente? Potrebbe scambiare altre forme di energia.
@FermiGas
Termicamente isolati? Che roba è?
Attenzione, perché un sistema isolato che contenga sistemi aperti e chiusi fa come gli pare. Se deve andare in malora termodinamica non importa il contenuto.
Dobbiamo considerare che l’Universo va incontro alla morte termodinamica e lascia inalterate le Dolomiti?
Si, l’Universo va incontro alla morte termodinamica e lascia inalterate le Dolomiti nella loro bachechina, le quali vanno anche loro incontro alla loro morte termodinamica, solo che questa non implica lo smantellamento strutturale delle Dolomiti.
Camillo, secondo me ti salva solo la decadenza protonica.
In linea di principio capisco il tuo obbiettivo: mettere dei paletti teorici chiari contro ogni tipo di fuffa, ma ho l’impressione che tu la faccia troppo semplice..
@marcomic
A me pare che lo smantellamento strutturale delle Dolomiti sia già in atto alla grande, con corsi d’acqua, venti, ghiacciai, sbalzi termici. Fin che interverranno a sostegno le forze tettoniche, tutto si accomoda, ma quando la Terra non ce la farà più a costruire Dolomiti e Himalaye?
A me la decadenza protonica sta bene, che fretta c’è. Se la usa Davies che se ne intende, a me va bene.
Credo che servirà un Neutrino 4, perché le idee sono ancora confuse.
@Hermano Tobia
Sarà come dice Lei, ma io vedo che Feynman risale con cura a Carnot e a Clausius nel suo approccio alla termodinamica.
Anch’io nel mio piccolo mi mantengo nella scienza nota e accettata.
Gli aforismi vanno bene nei blog tipo Oca. Sono brillanti, ma non si impara come nelle Lectures.
@Cimpy
Non solo tutto si è chiuso nello spazio di un mattino, ma non è mai uscita una pubblicazione in proposito. Tutto si è risolto per linee interne.
Ai primi di maggio del 1989 a Baltimora i fisici cercarono di soffocare tutto, ma non ci riuscirono. Nemmeno il DoE riuscì a mettere fine alla ff. A volte la Storia si prende delle libertà impreviste. Non si può nemmeno dire che c’erano delle ipotesi da verificare. Quali ipotesi, se tutt’ora non c’è uno straccio di teoria alla quale affidarsi? Ve li ricordate i tre miracoli? Nessuno ha mai più osato riproporli.
@Giancarlo
Non so a che cosa ti riferisci; per quanto riguarda la termodinamica tutto torna alla perfezione; in particolare ho apprezzato la sua impostazione classica senza sbavature. Del resto la nostra analisi si è limitata alla termodinamica, per il resto non saprei che dire. Il fatto che le Lectures siano (o siano state) testo di riferimento in fisica a Pisa è rassicurante.
Da Feynman ho preso quel tanto che serve a moderare il sarcasmo di Oca su Masiero, che almeno in termodinamica dimostra di muoversi bene. Per il resto non so che razza di pesce sia, con tutto il rispetto per Oca e per Masiero.
@marcomic
Come si presenta secondo Lei una morte termodinamica senza smantellamento strutturale? La previsione di Davies è ineluttabile, se si immagina un Universo in espansione e se si accetta la disuguaglianza di Clausius. Solo ritenere che una trasformazione irreversibile non comporti aumento di entropia cambierebbe le cose.
Camillo Franchini ha detto (19 settembre 2014 alle 1:08 pm):
Termicamente isolati? Che roba è?
Chiuso e adiabatico, ma può scambiare lavoro.
— —
un sistema isolato che contenga sistemi aperti e chiusi fa come gli pare.
Forse non ho capito, ma a me pare che la variazione d’entropia del singolo sottosistema aperto o diatermico (di un complessivo sistema isolato) sia libera.
Invece, la variazione d’entropia del sistema isolato complessivo è vincolata, secondo la termodinamica classica, a non diminuire.
@FermiGas
Se il sistema isolato è destinato alla perdizione, i sottosistemi aperti e chiusi che esso contiene sono destinati alla perdizione con lui.
I sistemi aperti e chiusi subiscono un aumento di entropia ogni volta che registrano una trasformazione, necessariamente irreversibile.
I sistemi aperti e chiusi possono anche vedere la loro entropia diminuire, ma hanno bisogno di energia “ordinata” per farlo, tipo energia elettrica in una cella elettrochimica o fotoni nelle funzione clorofilliana. Vento, acqua e gelo, possono solo provocare danni. Non mi sembra difficile da verificare. Provi a sperimentare una bomba d’acqua in un ambiente montano e s’accorge subito di cosa comporti per la natura circostante a cominciare dalle case.
Il destino dei sistemi aperti e chiusi è legato all’irreversibilità delle trasformazioni che vi avvengono.
Le conviene dare un’occhiata alla Termodinamica delle Lectures di Feynman. E’ di una chiarezza cristallina.
Camillo Franchini ha detto (19 settembre 2014 alle 7:40 pm):
I sistemi aperti e chiusi subiscono un aumento di entropia ogni volta che registrano una trasformazione, necessariamente irreversibile. I sistemi aperti e chiusi possono anche vedere la loro entropia diminuire, ma hanno bisogno di energia “ordinata” per farlo, tipo energia elettrica in una cella elettrochimica o fotoni nelle funzione clorofilliana.
In un sistema a 25 °C in cui avvenga
O2(g) + 2 H2(g) → 2 H2O(l)
l’entropia diminuisce (tabelle JANAF alla mano), senza ricorso all’elettrochimica o alla fotochimica. È un problema?
Se lascio un bicchiere d’acqua in giardino di notte in pieno inverno, l’acqua ghiaccia. Non vedo alcuna energia ordinata all’opera, eppure l’entropia dell’acqua nel bicchiere diminuisce. O sbaglio?
@FermiGas
Non è un problema, i casi sono molti. Si tratta sempre di energia ordinata, non brutale come quella del vento.
Però credo che cada sotto la Sua esperienza che vento, acqua e gelo tendono a disgregare le montagne. E’ un problema? Non sa come classificare le Dolomiti, sistema chiuso aperto o isolato. Scelga Lei, tanto le trasformazioni che vi avvengono sono tutte irreversibili.
Cambiamento di stato descritto dalla termodinamica.
Legga Feynman. Provvederò comunque con un Neutrino 4, perché se non capisce Lei pochi altri capiranno.
@Tutti
Camillo scrive rispondendo a fermigas:
Legga Feynman. Provvederò comunque con un Neutrino 4, perché se non capisce Lei pochi altri capiranno.
Sono passati i tempi, neanche troppo remoti, in cui lodava Fermigas.
Queal’e’ stato il problema ? Avendo egli contraddetto il nostro sopiste, ne subisce, come altri, gli insulti.
In più’ scopriamo che, se scriviamo qualche spiritosaggine, il nostro ospite cancella il commento ….
Io personalmente non più’ interesse a seguire questa follia, e lascio Camillo in compagnia di Masiero e Pucci, con loro si che se la intende. Vi invito a fare altrettanto.
Bye Bye Camillo
@Neutrino
Devi essere molto sensibile se ritieni che abbia insultato FermiGas. Al contrario ritengo che, se FermiGas ritiene che la sintesi dell’acqua non comporti un notevole aumento dell’entropia dell’Universo, non so chi avrà capito. Pertanto rilancio l’argomento dal punto di vista di un fisico.
Non mi impressiono se non sei d’accordo con me, tu dovresti fare lo stesso; non dobbiamo mica lavorare in tandem.
Me la intendo anche con altri: Feynman, Klotz, Buntkowsky, Schiller, Freyland.
Comunque bye bye, lieto di averti conosciuto.
@FermiGas
mi sembra utile fare ricorso a un testo che dovrebbe aiutare a chiarire la “situazione termodinamica” in cui siamo venuti a trovarci.
Spero che nel frattempo abbia capito perché una reazione esotermica come la sintesi dell’acqua comporta un aumento di entropia dell’Universo.
Se lei considera sistemi aperti e chiusi, deve considerare contestualmente come varia l’entropia dell’ambiente.
Camillo Franchini ha detto (19 settembre 2014 alle 9:56 pm):
Si tratta sempre di energia ordinata, non brutale come quella del vento.
Strano, avrei detto che il vento è una forma di moto “organizzato” più che “brutale”, ma confesso che non ho studiato il testo di meteorologia di Feynman.
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Non sa come classificare le Dolomiti
Invece l’ho detto più volte. Di certo non ho la pretesa che sistemi non isolati termicamente debbano comunque ubbidire al 2° principio, garantendo che per essi l’entropia non può diminuire.
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Cambiamento di stato descritto dalla termodinamica.
Il punto è che l’entropia dell’acqua diminuisce e solo calore viene scambiato, cioè energia disorganizzata; decisamente in contrasto con quanto da lei affermato precedentemente:
I sistemi aperti e chiusi possono anche vedere la loro entropia diminuire, ma hanno bisogno di energia “ordinata” per farlo, tipo energia elettrica in una cella elettrochimica o fotoni nelle funzione clorofilliana.
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Legga Feynman.
Io, viceversa, la invito a leggere un qualche testo di Fisica Tecnica per ingegneri riguardo la possibilità di derivare rispetto al tempo il 1° e il 2° principio. Su questi testi, scoprirà anche cos’è la “costante specifica dei gas”.
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(19 settembre 2014 alle 11:19 pm)
se FermiGas ritiene che la sintesi dell’acqua non comporti un notevole aumento dell’entropia dell’Universo
L’ho mai detto??? Mi pare di no. Io piuttosto ho detto che l’entropia del sistema in cui avviene la reazione diminuisce. Ma il sistema in cui avviene la reazione è diverso dall’universo termodinamico che è diverso dall’ambiente circostante. Vedo confusione in abbondanza…
@FermiGas
Sicome si tratta di argomenti importanti che possono lasciare dubbi anche ad altri, Le rispondo nel post Neutrino 4 citando il trattato di termodinamica chimica del Klotz .
Mi interessa sapere che cos’è, ma nessuno a suo tempo me l’ha spiegata. A suo tempo Neutrino si degnò di spendere una parola per spiegare che cosa aveva fatto e il significato di strane curve che comparvero nel blog. Ora però è fuori tema. A me farebbe piacere riprendere l’argomento.
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