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Titolo: agitazione termica

Una curiosità.
Se prendo duew lavatrici ed un frigorifero e li porto nello spazio, limetto
in una camera sotto vuoto e li lascio fluttuanti, una variazione della
temperatura determinerà solo aumento dell'agitazione termica delle molecole
che formanoquesti corpi macroscopici, oppure ocnferira una certa energia
cinetica di traslazione anche agli oggetti "in toto"?
Ho sentito parlare infatti di modelli macro dei gas: es. gas di biglie.  mi
domandavo se  questi esempi avessero il compito di far immaginare solo
grossi "molecoloni" ovvero anche quello di alludere alla possibilità di una
agitazione termica "macroscopica".
Per "induzione", ho ragionato così: nello stesso modo in cui esiste una
energia cinetica degli atomi che costituiscono una molecola e nonostante ciò
il calore agita anche le mlecole nel loro complesso, così, probabilmente, su
una scla ancora maggiore e ad un livello di complessità maggiore, qual è
quello della mia lavatrice, potrebbe avvenirela stessa cosa. E cioè il
calore agita non solo gli atomi in una molecola, o le molecole di una
lavatrice, ma forse anche una lavatrice rispetto ad un'altra.
Magari nel nostro mondo questo non avviene per via delle relativamente basse
temperature, delle grosse masse e della gravità.
NB. su un mio libro c'è scritto: formire calore ad un sistema macroscopico
induce trasformazioni solo interne ad esse (agit. molecolare), ma nulla che
possa riguardare il sistema "in toto". Mah...

 possa riguardare il sistema "in toto". Mah...
Condivido il mah :-)
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia

Ciao.
... ti chiedo perche' li vuoi portare nello spazio e farli
fluttuare....  che t'hanno fatto? .... :-)....cmq
il tutto sta proprio in quello che scrivi:
<<una variazione della temperatura>>
riflettici e vedrai che il discorso torna ( anche se correttezza vuole
che ogni volta si parla di un modello oppure di una teoria bisogna
sempre valutarne esattamente il campo di applicabilita' )!
Cosa significa esattamente <<una variazione della temperatura>>?

 cinetica di traslazione anche agli oggetti "in toto"?
No, l'energia di traslazione degli oggetti non cambierebbe.
Tuttavia ammettendo la possibilità d'interazioni elastiche per via degli 
urti (assumiamo che gli elettrodomestici siano perfettamente indeformabili
o perfettamente elastici) tra un gran numero di frigoriferi e lavatrici
all'interno di un contenitore dalle pareti perfettamente riflettenti :)),
potresti arrivare a definire una temperatura per l'insieme di tali oggetti
macroscopici. 
Ma mi riesce difficile scorgerne l'utilità pratica.
Elettrodomestici a parte, un esempio concreto affine al tuo problema è
fornito dall'astrofisica, con i cosiddetti ammassi globulari: oggetti
cosmici assimilabili a gas di stelle autogravitanti (contengono fino a
qualche milione di stelle).
Tralasciando le difficoltà e le inconguenze insite nell'applicare la
termodinamica a oggetti siffatti (inesistenza del limite termodinamico,
catastrofe infrarossa, etc.) è possibile definire una *temperatura
complessiva* del gas di stelle, che naturalmente risulta differente dalla
temperatura superficiale delle singole stelle.
Entrambe le temperature hanno tuttavia una stretta relazione con l'energia
cinetica media delle particelle dei gas cui si riferiscono, che sono
rispettivamente: *le stelle*, per gli ammassi globulari, le molecole degli
elementi presenti, per le fotosfere stellari.   
Saluti,
Alep     
-- 
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 Cosa significa esattamente <<una variazione della temperatura>>?
Vuoi dire che un conto è la T del singolo elettrodomenstico ed un conto è la
T del sistema? E che quindi si deve definirte quest'ultima?
Come?
Grazie

 Ma mi riesce difficile scorgerne l'utilità pratica.
Scusa, ma questa parte della risposta mi sembra in contraddizione con la
precedente.
Se ho un sistema come tu hai descritto, e definisco la sua temperatura, come
farò a somministrare calore agli elettrodomestici per aumentarne la T.?
Grazie

Alex scrisse:
<<< Vuoi dire che un conto è la T del singolo elettrodomenstico ed un
conto è la
T del sistema? E che quindi si deve definirte quest'ultima?
Come? >>>
No no,io mi riferisco al  <Concetto  di T>  e non alle T che tu indichi
dell'uno e dell'altro sistema...
Se Tu pensi alla T , la misuri in genere col termometro al mercurio,
no? Avvicini il termometro alla lavatrice e leggi sulla scala
graduata... questo poi ha assunto un significato piu' ampio ma in
sostanza la Temperatura e'  una grandezza termodinamica propria di un
corpo "naturale" ( che ha modo di esistere in condizioni normali ) e la
si puo' spiegare [ o meglio la si puo' osservare ed al contempo ne si
puo' dare una interpretazione  ] cineticamente ... oltre pero'  se ne
perde il significato immediato per ricercarne uno che non se ne
discosti troppo : ad esempio la temperatura di un plasma, o la
temperatura di un ammasso , e via discorrendo non hanno piu' la
semplice interpretazione precedente!
Il trucco e' proprio nel metodo di osservazione: non esiste soltanto il
sistema dell'esperimento ma esiste un sistema costituito
dall'esperimento e dall'osservatore ( che in questo caso e' lo
strumento di misura );
cosi' magari se usassi un termometro "a lavatrice".......:-)
 Se ho un sistema come tu hai descritto, e definisco la sua
temperatura, come
farò a somministrare calore agli elettrodomestici per aumentarne la
T.?
mah, forse un metodo per somministrare calore potrebbe essere quello di
spingere le lavatrici ....

 spingere le lavatrici ....
Aspetta, ma se io irraggiassi le lavatrici con infrarossi o mettessi la
stanza dell'esperimento su un fornellone spaziale, cosa accadrebbe?
DI certo le singole lavatrici diventerebbero più calde, ma nel complesso si
muoverebbero più velocemente??

 ha scritto
[etc]
Scusate se mi ripeto, ma tutte queste questioni sono state affrontate 
nei thread che vi ho gia' segnalato.


 nei thread che vi ho gia' segnalato.
Ciao Enrico,
ho visto il thread appena me lo hai segnalato, ma ha un taglio troppo
quantistico per la mia preparazione. E SE possibile, vorrei avere delle
inidcazione che non tirino in ballo troppe cose che non conosco ancora.
Grazie

 > nei thread che vi ho gia' segnalato.
Facciamo così. A me basta, per ora, che qualche anima buona  mi dica se è
corretta la affermazione A, la B, entrambe o nessuna.
A) ho un gas di idrogeno. Apro il barattolo in cui è contenuto a temperatura
ambiente, ed esso si diffonde nell'ambiente. L'entropia aumenta. Se
applicano la relazione
S=kln(Omega) ottengo l'entropia del gas prima e dopo l'apertura e così mi
calcolo il deltaS. La termodinamica mi dice che se integro tra lo stato
iniziale e quello finale la quantità dq(rev)/T, ottengo lo stesso valore di
deltaS. Ciò vuol dire che dovrei riuscire ad individuare un modo per far
avvenire in maniera reversibile la mia trasformazione (un modo adesso non mi
viene in mente...:esiste?) e clacolarmi quall'integrale valuntando il calore
scambiato reversibilmente. Fin qui...spero...tutto bene.
b) ho un gas di palle da bigliardo. Dell'agitazione termica delle loro
molecole, non me ne piò importare di meno. Voglio solo bedere se posso
applicare quanto sopra esattamente anche ad un sistema di molecole
"giganti".
Vediamo se l'analogia regge....
Apro lo scatolone in cui sono contenute le palle a T ambiente: che
succede???  Nulla, evidentemete. Cmq diciamo che io prenda le palle e le
sparga per la stanza. L'entropia è sicuramente aumentata. Ma come applico
anche la seconda relazione (l'integrale)? io direi che sarebbe possibili
affrontare il problema esaattamente come sopra, solo se le palle avessero
una loro agitazione termica e se quindi fosse possibile parlare di
temperatura come della loro energia cinetica media. L'importante credo sia
non confondere la T delle singole palle, o dell'ambiente in cui faccio
l'esperimento, con la T del sistema di palle. Se ciò fosse possibile,
bisognerebbe trovare un percorso reverisbile pr la trasformazione e
calcolare l'integrale esattamente come sopra, ma riferendoci questa volta a
calore e temperatura del sistema macroscopico e non ai medesimi concetti
riferiti alle singole palle.
Ammettendo che quanto sopra sia corretto, vi chiedo: esiste una relazione
tra la T, l'en. termica, i modi per aumentare la T, ecc delle singole palle
e le medesime grandezze definite per il sistema di palle?
Grazie

 e le medesime grandezze definite per il sistema di palle?
Non credo di aver capito cosa intendi. Forse se e'  possibile collegare 
la termodinamica delle palle (viste come solidi a temperatura e stress 
fissati) con quella che potresti avere se le metti in moto a velocita' 
arbitraria ? Sicuramente si'. Pero'  occorre specificare meglio qual e' 
il sistema di cui vuoi studiare la termodinamica (le sole palle,  la 
stanza+palle,  e come interagisce con l'  esterno. Il sistema 
stanza+palle e' un sistema termodinamico che,  qualsiasi sia la 
velocita'  iniziale delle palle raggiunge l'  equilibrio (grazie ad 
attriti, onde sonore etc.). L' equilibrio corrisponde ad avere palle 
(macroscopicamente) ferme e alla stessa temperatura della stanza.
Giorgio

 farò a somministrare calore agli elettrodomestici per aumentarne la T.?
Basta fornire energia cinetica, in modo da aumentare l'energia cinetica
media, agli oggetti macroscopici che definiscono il tuo sistema.
Saluti,
Aleph


 disposizioni ordinate o disordinate non fa la minima differenza) ?
Accipicchia! Non ci avevo pensato....eppure lo avevo premesso! :-)
UN'ultima domanda. Sai perchè sto ponendomi tutti questi quesiti?  Solo
perchè vorrei capire in che modo con tanta facilità si può parlare di
aumento di entropia nei fenomeni quotidiani. Cioè: fino a che si tratta di
interpretare la cosa microscopicamente, riesco a capire perchè sciogliere lo
zucchero nel caffè aumenti l'entropia dell'universo. E così via...Ma nei
soliti esempi che si fanno per mostrare come l'entropia di un sistema
isolato aumenti sempre, non riesco sempre a vederci chiaro.
Si parla di uova strapazzate e bicchieri infranti al suolo.
Per esempio: quando un bicchiere si infrange al suolo, il suo contenuto
liquido si spande a terra: questo auemnta l'entropia, no? La T dic erto, lo
spandimento...non saprei. Penso di sì, nel senso che ora ogni molecola,
anche se non prorpio come i un gas, può occupare un numero maggiore di
posizioni che nel bicchiere (mah....non mi convince: in fondo il vlume
dell'acqua è sempre quello).
Per quanto riguarda invece i pezzi di vetro, mah...non mi dire niente, mai
io non so prorpio da dove iniziare. Solo la temperatura mi viene in mente.
Ma se devo pensare al macrostato "pezzettini sparsi sul paviemento" ed a
quello "bicchiere integro", non so vedere, come nel caso del mazzo di carte.
nessuna differenza. Tu setsso mi hai spiegato che se sti pezzettini non si
muovono l'entropia non aumenta.
Insomma, la verità è che io al di fuori dei gas che si espandono e della T
che aumenta, non riesco a vedere nessun altro esempio di trasf. in cui vari
l'entropia.
Altro esempio.
Leggo che se considieriamo una memoria per PC (una RAM), essa, per ogni bit,
quando non è scritto nulla in memoria, può avere a caso valore 1 o 0. Se poi
andiamo a
scrivere qualcosa, l'entropia si riduce: infatti abbiamo scelto per ogni bit
o 1 o 0. Tuttavia l'entropia dell'uiverso è aumentata perchè il PC ha
prodotto calore ecc ecc.
Il punto è che io NON VEDO due diversi macrosttati, ma ancora una volta, due
diversi ordinamenti di un MEDESIMO macrostato.  E' vero che esistono molti
più ordinamenti compatibili con la memoria non scritta che con quella
scritta, ma non vedo NULLA di fisico, ma solo di convenzionale.
Per favore mi aiuti a capire?
Occhio che non sto citando libri divulgativi, ma libri di testo.
Grazie mille.

 o 1 o 0.
In questo caso vengono giustapposti insieme due concetti differenti di
entropia quella di Shannon (teoria dell'informazione) e quella
termodinamica classica e non so se tale  modo di procedere abbia un senso
fisico chiaro. Oltretutto in questo genere di esempi si procede quasi
sempre in parte quantitativamente e in parte basandosi sul buon senso
fisico (in genere quello proprio dell'autore) col risultato finale di
generare nel lettore dubbi e perplessità.


 prodotto calore ecc ecc.
Lascia stare. L'  entropia della teoria dell'  informazione ha molte 
proprieta' in comune con l'  entropia termodinamica. Ma che io sappia 
non esiste una dimostrazione rigorosa che i due concetti coincidano.
Ci sono pero'  fisici rispettabili che fanno coincidere i due 
concetti.Personalmente resto estremamente scettico.
Quello che va anche eliminato e'  qualsiasi riferimento incontrollato 
all'  entropia come disordine (anche di questo se ne era parlato in 
passato nel NG).
Sicuramente discorsi di questo tipo andrebbero eliminati da tutti i 
libri di testo a livello liceale (che invece ne grondano!) per il 
semplice motivo che lo studente non puo'  avere nessun controllo diretto 
sulla questione. E se la scienza deve diventare un "ipse dixit"  allora 
vuol dire che siamo messi male...
Giorgio
P.S. tieni presente che i miei tempi di risposta non riescono ad essere 
fulminei (troppe altre cose da fare in questo periodo )  percio'  se non 
ti rispondo subito,  abbi pazienza.

 ti rispondo subito,  abbi pazienza.
Certo. Scusami e grazie.