Discussione:Secondo principio della termodinamica

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[modifica] Dalla voce

Trasferisco qui una frase che non condivido e che ho eliminato, di Mda: "Da considerare che il secondo concetto della termodinamica è stato abbandonato alla luce delle recenti scoperte, quindi non è più valida."

Tutto ciò non mi risulta corretto. - Dan^Garb 13:44, 7 gen 2006 (CET)

Si riferisce ad una seconda legge della termodinamica (1800) non più valida da tempo. Ora le leggi sono solo queste http://it.wikipedia.org/wiki/Termodinamica Dunque non è corretto NON specificarlo dal principio ! Il vecchissimo "secondo principio della Termodinamica" che, nella formulazione elaborata da Rudolf Clausius (valida solo per gli storici) nel 1868 (ripeto 1868 !!!), recita: "l'entropia dell'universo e di ogni sistema isolato tende ad aumentare" ora NON ESISTE PIÙ.

MDA 10:26, 11 gen 2006 (CET)

Per quanto ne so, ciò che dici non mi risulta corretto. Ho chiesto altri pareri al Bar di Fisica. bye- Dan^Garb 12:06, 11 gen 2006 (CET)

Neanche a me risultano corrette (o quantomeno verificabili) le affermazioni di MDA. --Pinkflag 00:45, 13 gen 2006 (CET)

	«L'entropia totale di un sistema chiuso rimane invariata quando si svolge una trasformazione reversibile ed aumenta quando si svolge una trasformazione irreversibile»
	(dalla citata voce Termodinamica)

Il tutto ovviamente per un sistema isolato. --Fede (msg) 17:23, 13 gen 2006 (CET)

PS Se cancelliamo tutta la fisica dal XIX secolo indietro non è che resti poi granché in realtà... ;)

conflittuali Chiariamo un punto importante: la termodinamica classica in toto (che è quella di cui si parla in questo articolo) è un modello comodo e potente ma inadeguato in tantissime situazioni. Se voglio studiare la termodinamica dei fononi (ad esempio) non posso neanche pensare di utilizzare i tre principi, tuttavia se studio la mia pentola a pressione questi funzionano benissimo ed il principio enunciato da Clausius è più che adatto (a patto di mettersi d accordo sulla definizione di universo dato che l'universo inteso come stelle e galassie non segue la termodinamica classica). In pratice il secondo principio della termodinamica enunciato nell'800 non è stato affatto abbandonato, è stato semplicemente superato (un po' come le leggi della dinamica di Newton o il principio di relatività galileiana). --J B 17:28, 13 gen 2006 (CET)

Sono d'accordo con Berto e con chi ha eliminato quella frase. Inoltre devo far notare che le due enunciazioni non sono equivalenti, ma mettono in luce due aspetti diversi del principio che è però quello che riguarda l'entropia.Con questo non voglio dire che i due enunciati siano sbagliati, ma sono incompleti. Proporrò delle varianti a questo articolo per quanto mi è possibile. Sono a disposizione per eventuali correzioni.--Vince 14:00, 29 gen 2006 (CET)Vince

Premettendo che nn voglio insegnare nulla a nessuno, vi dico semplicemente cosa mi hanno insegnato all'università. Io so che la termodinamica classica ha validità sempre solo per sistemi macroscopici, cioè per sistemi dove diventa trascurabile la dimensione di qualsiasi molecola. Quindi l'esempio dell'atomo di idrogeno nn si puo fare, li si scende sulla termodinamica statistica che va più nel particolare.I poveri Clasius e kelvin nn volevano assolutamente formulare leggi per il microscopico ma semmai per far funzionare una macchina a vapore. Cmq in un sistema chiuso l'entropia aumenta sempre. Un'altra cosa importante che mi hanno detto è che: mentre puo succedere che l'entropia di un sistema aperto possa nn aumentare, la velocita di produzione di entropia (Entropia per unita di tempo)aumenta sempre. Se volete scendere nel particolare chiedete ad un ingegnere chimico principista che sicuramente ne sa più dei Fisici.

[modifica] Non capisco

Si intende dire che il secondo principio è valido solo in senso statistico? Progettualita 00:04, 14 gen 2006 (CET)

[modifica] mda

Vedo che con senno avete corretto il testo. Infatti è proprio il senso di berto che bisogna prendere in considerazione, superare un concetto però in fisica è un sinonimo di abbandono, mentre le leggi di Newton o Galileo hanno tuttora un senso pratico. Per questo il secondo principio della termodinamica enuncia

   * nella formulazione di Clausius, si afferma che è 

impossibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato sia quello di trasferire calore da un corpo più freddo a uno più caldo.

   * Nella formulazione di Kelvin-Planck, si afferma che è 

impossibile realizzare una trasformazione il cui unico risultato preveda che tutto il calore assorbito da una sorgente omogenea sia interamente trasformato in lavoro.

   * Non è possibile - nemmeno in linea di principio - 

realizzare una macchina termica il cui rendimento sia pari al 100%.

Mentre il principio enunciato da Clausius all'origine (ovvero abbandonando questa formulazione) era : "l'entropia dell'universo e di ogni sistema isolato tende ad aumentare" Perché sperimentalmente fu contraddetta

MDA 21:42, 16 gen 2006 (CET)

Qual'è l'esperimento che contraddice l'aumento di entropia in un sistema isolato di cui parli? Non lo conosco, puoi chiarirmi, per favore, questo punto? - Dan^Garb 22:49, 16 gen 2006 (CET)

Come al solito si tratta di intendersi. L'entropia di un atomo di idrogeno isolato non aumenta. Questo semplicemente perché questo sistema non rispetta alcuni postulati della termodinamica classica (in particolare non è possibile fare un limite termodinamico). Anche l'entropia di un sistema non lineare si comporta in maniera strana. La mia tazza di caffèlatte di stamani invece segue perfettamente tutte le leggi della termodinamica.
Il principio di Clausius è affascinante e spesso utile a fini didattici ma da un punto di vista formale è scomodo perché tira in ballo entità quali l'universo che dovrebbero essere definite a parte.
Per Progettualità: tutta la termodinamica è vera solo in senso statistico. Comunque la termodinamica non è il verbo divino ma solo un modello comodo che descrive bene alcuni fenomeni fisici. --J B 09:37, 17 gen 2006 (CET)

Chiaro, pienamente d'accordo. La mia era una richiesta di chiarimento perchè non capivo a che livello fosse il disaccordo di Mda. Progettualita 15:12, 17 gen 2006 (CET)

[modifica] D'accordissimo, ma...

Per essere più scientifici possibile, sarebbe meglio eliminare "l'universo", in quanto non ben definito. E' solo un modo altisonante di dire "ogni sistema isolato, persino l'universo, guardate voi che legge potentissima che sto enunciando :-)". Si tende a includere l'universo come sistema isolato perché fa più figo a dirsi, ma è abbastanza tirata per i capelli.

Per quanti riguarda l'atomo: è chiaro che onn si può fare la termodinamica di un atomo tout-court. Infatti la definizione corretta del secondo principio dovrebbe dire: per ogni sistema termodinamico isolato ... blabla.

Per sistema termodinamico si intende quindi un sistema con un numero di elementi così elevato da poter applicare il limite termodinamico. Il nostro vecchio amico atomo di idrogeno ha 1 protone e 1 elettrone...

Propongo di aggiungere termodinamico a tutti gli enunciati dei principi, per chiarezza e di tenere solo sistema isolato nel secondo. --Alkemyst 01:28, 18 gen 2006 (CET)

Concordo sul fatto che la previsione di morte termica dell'universo, se fondata solo su considerazioni di termodinamica classica applicate ad un oggetto (l'universo) le cui proprietà sono in buona parte ignote (i modelli cosmologici mica funzionano tanto bene, pensiamo al problema della materia oscura) e che non possiamo osservare nella sua totalità, sia un tantino metafisica. Se poi si vuole includere per interesse storico, beh, quella è un'altra storia. Progettualita 19:17, 18 gen 2006 (CET)

Erano considerazioni sommarie. C'è la termodinamica quantistica, la meccanica statistica. Quì siamo nella termodinamica classica. Credo vada bene. Possiamo tenerlo o levarlo l'universo. Non cambia la sostanza. Forse per sobrietà lo toglierei. Fate vobis.--Karmine 19:54, 4 giu 2006 (CEST)

[modifica] Dubbi su: Equivalenza dei primi due enunciati

In questa parte del documento si dimostra che gli enunciati di Kelvin-Planck e Clausius sono uguali. Per farlo si suppone per assurdo che sia possibile trasferire calore da una sorgente più fredda a una più calda senza apporto di lavoro esterno (si suppone cioè che l'enunciato di Clausius sia falso). Subito dopo si legge:

"Possiamo allora far lavorare una macchina termica tra le due sorgenti, in modo tale che essa sottragga ad ogni ciclo una quantità di calore uguale Q dalla sorgente calda, trasferendo a quella fredda una quantità Q' e convertendo la differenza Q - Q' in lavoro. La sorgente calda allora non subisce alcun trasferimento netto di calore e pertanto il nostro sistema di macchine termiche sta estraendo calore solamente dalla sorgente fredda, in violazione della formulazione di Kelvin-Plank del secondo principio."

Ora non so, forse sfugge qualcosa a me, o non ho ben capito, eppure mi sembra che ci sia qualcosa di sbagliato in questo pezzo. Ho messo in grassetto le parti che mi sembrano contraddittorie fra loro. Insomma, si presuppone di trasferire calore da una sorgente più fredda a una più calda, ma poi si parla di una macchina termica che sottragga calore dalla sorgente calda a favore di quella fredda. Possibile che ci sia stata un po' di confusione? --Ilsignorcarlo 15:03, 19 feb 2006 (CET)

L'ipotesi è che ad ogni ciclo sposti il calore Q dalla sorgente fredda a quella calda senza compiere alcun lavoro (negazione dell'enunciato di Clausius). --Cruccone (msg) 16:12, 19 feb 2006 (CET)

Beh sì, l'ho capita l'ipotesi, ma mi sembra che a parte l'ipotesi, poi illustri un altro processo e cioè: "sottragga ad ogni ciclo una quantità di calore uguale Q dalla sorgente calda, trasferendo a quella fredda". --87.11.100.190 17:31, 19 feb 2006 (CET)

Allora: sposto Q dal corpo freddo al corpo caldo, poi tolgo Q al corpo caldo che diventa Q' trasferito al corpo freddo e L lavoro. Bilancio per il corpo caldo: entra Q esce Q quindi 0; dal corpo freddo ho estratto Q-Q'=L quindi ho convertito calore in lavoro senza fare altro. Violando Clausius violo anche Kelvin. Cruccone (msg) 19:55, 19 feb 2006 (CET)

Si può vederla così: sottrai calore alla sorgente fredda facendolo passare, globalmente, attraverso quella calda, che però rimane inalterata da tale passaggio. La confusione può essere data dal fatto che le prime frasi in grassetto si riferiscono alle sorgenti conseiderate singolarmente, mentre l'ultima ha significato globale. -- Progettualita 17:08, 20 feb 2006 (CET)

Trovo ottimo lo spunto della dimostrazione dei due enunciati. Vorrei solo che ci fossero delle immagini da proporre, nel caso delle macchine di Carnot che rendano l'idea. i va di farlo? Se non i a ci posso pensare io. Ciao a tutti. --Karmine 19:34, 13 mag 2006 (CEST)

[modifica] Entropia

Ciao a tutti. Evitando di fare i filosofi su cose assodate ormai da almeno un secolo, io credo che dovremmo inserire la definizione di Entropia in questa sezione. Cos'è matematicamente (ovvero una funzione di stato), come si definisce, scrivere con delle equazioni la disuguaglianza di Clausius, derivarla e farci uscire poi la definizione di pressione e temperatura empiriche, e - se riteniamo opportuno- mettere il bilancio d'entropia per un sistema aperto e poi particolarizzarlo per un sistema chiuso. C'est tout. Fatemi sapere. Carmine

Visto che non ci sono proposte e/o obiezioni passo alle modifiche preliminari, salo poi eentualmente discuterne. Sciao. --Karmine 19:35, 13 mag 2006 (CEST)

Ok. Vediamo un po' cosa salta fuori. Per quanto riguarda le immagini per l'equivalenza dei due principi proverò a far qualcosa appena ho tempo (cioè mai...) -- Progettualita 03:30, 15 mag 2006 (CEST)

[modifica] Considerazioni Generali

Mi sono permesso di modificare radicalmente l'articolo nel modo in cui potete osservare dando un senso critico alla cosa. L'inserimento dell'entropia è fondamentale per dire cos'è il secondo principio. Se ci sono problemi contattatemi. Se ci sono errori correggeteli. Ma, al di là di tutto, ditemi cosa ne pensate. Secondo me è un validissimo articolo, adesso. Non ho controllato la 2° parte (l'equivalenza dei due enunciati) non ho avuto tempo. Mi fido salvo leggerli quando avrò più tempo. A primo impatto sembrano corretti. Fatemi sapere. --Karmine 12:02, 24 mag 2006 (CEST)

Ho corretto qualche errore di battitura. Il lavoro mi sembra molto buono, finalmente abbiamo un articolo degno di tale nome (in realtà nessun articolo lo è, gli articoli in realtà sono voci :-)) ). Forse manca un cappello introduttivo-divulgativo che cmq mancava anche prima. Per quanto riguarda l'equivalenza tra le formulazioni dei principi ti posso dire che i ragionamenti sono presi di peso dal "Thermodynamics" di Fermi (la formulazione a parole ovviamente no, per ragioni di copyright). -- Progettualita 14:18, 24 mag 2006 (CEST)

Non avevo mai visto esposto in questa forma il secondo principio perciò non mi sono chiare alcune cose che vengono sottointese:

• cosa è Θ? Nel testo non viene detto esplicitamente.
• Qual'è lo scopo della dimostrazione? Non mi è molto chiaro, attualmente sembrerebbe che a partire dall'ipotesi (suppongo in un sistema isolato ma non è esplicitato) si conclude che , in un sistema isolato . C'è qualcosa che mi sfugge.
• Non è chiaramente detto qual'è il significato di

  ∑

  out

  e

  ∑

  in

  anche se si può intuire

Non abbiatemene a male, queste critiche vogliono essere costruttive, o più semplicemente riflettono un mio limite. bye --DanGarb 09:47, 25 mag 2006 (CEST)

Mea culpa.

• Θ è il tempo. Lo aggiungo subito.
• è valido sempre. è unpostulato. Per ogni sistema dell'universo è valido questo principio. Rappresenta la generazione entropica. Ovvero l'entropia che si genera a causa dell'attrito o delle irreversibilità della macchina. Se volete posso scriverlo.

Riguardo alla tua ultima affermazione, "in" e "out" sono riferiti al tipo di flusso entropico. Ovvero la materia che esce da una superficie porta via entropia dal volume (o superficie) che si considera quindi è in uscita (out) quella che entra è in ingresso.

Nei prossimi giorni (fine settimana) spero di avre tempo per sistemare il tutto per esplicitarlo meglio. M'impegnerò promesso. Se è tutto hiaro passo a scrivere.--Karmine 22:49, 31 mag 2006 (CEST)

Che Θ fosse il tempo era intuibile, quello che non mi è ancora chiaro (e mi scuso se non sono stato esplicito) è il motivo per cui in questo caso non si usa la notazione come si fa invece per tutte le altre grandezze. Secondo punto: cosa sia l'entropia mi è chiaro, quello che non mi è chiaro è: a cosa serve quella dimostrazione? apparentemente sembrerebbe che si voglia dimostrare che l'entropia di un sistema isolato cresce sempre partendo dal postulato che ... l'entropia di un sistema isolato cresce sempre. Ovviamente c'è qualcosa che non va oppure più semplicemente sono io a non aver capito? bye --DanGarb 10:04, 1 giu 2006 (CEST)

Perfetto. Visto che è intuibile bisgna solo scriverlo. Ho usato quella notazione per poi passare alla valutazione con il "delta", ovvero tra due istanti finiti di tempo. Si possiamo anche usare , ma secondo me quella da me usata mette bene in evidenza che si tratta della variazione di entropia in tutto il volume di controllo istante per istante. E' solo più esplicita ma formalmente equivalente.

La dimostrazione, insieme a quella che ho fatto per il è primo principio della termodinamica, l'ho messa per 2 motivi:

• 1. Per omogeneità nell'espressione dei due principi.
• 2. Per dimostrare che l'entropia, al pari dell'energia e della massa e con modalità del tutto simili, va a caratterizzare un sistema rispettando un bilancio.--Karmine 19:54, 4 giu 2006 (CEST)