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Titolo: Fusione da compressione

Salve a tutti.
Sono già alcune volte che sento dire (una volta lo disse anche A. Zichichi a 
Mattina in famiglia) che è impossibile costruire un edificio a forma di 
parallelepipedo, o cmq un solido "retto", di altezza superiore ai 4 o 5 km.
Questo perchè, oltre agli evidenti motivi di costi, stabilità, 
dimensionamento, ecc. il peso porterebbe ad una fusione per surriscaldamento 
alla base dell'edificio davuta all'enorme compressione.
Io posso anche capire che durante la costruzione a forza di "aggiungere 
peso" la base possa riscaldarsi per compressione ma se io la mantenessi 
refrigerata o aggiungessi peso con molta gradualità, perchè dovrebbe 
scaldare sempre di più fino a fondere? Da dove proverrebbe tutta questa 
energia in modo continuativo anche a distanza di mesi dalla fine dei lavori?
Per concludere: c'è un fondo di verità o anche Zichichi ha preso una 
cantonata?

 cantonata?
Io voto per la seconda.

 
non è che si scaldi (cioè aumenti la temperatura) fino alla fusione, è 
che ad alte pressioni si abbassa il punto di fusione e quindi il corpo 
fonde a temperature più basse, anche a temperatura ambiente (vedi 
l'esempio del rigelo dei ghiacciai come è presentato nei testi di 
termodinamica)... che poi ci siano effetti misurabili di vero e proprio 
aumento di temperatura dovuti alla pressione del materiale superiore mi 
pare un po' azzardato. o sbaglio?

ndr...@news.tin.it
 ha scritto:

Vorrei sottolineare una cosa. Molte sostanze hanno, nel 
diagramma di fase (P/T versus stato fisico), una linea di 
demarcazione tra fasi solide e liquide diversamente inclinata. 
Alcune di esse, tra cui l'acqua (e qualche altra ma non mi 
sovviene, e che con essa hanno in comune ad esempio il fatto di 
avere, entro un certo range finito di pressioni, una fase 
liquida PIU' DENSA di quella solida) hanno una pendenza 
"invertita". Ora queste sostanze, solide a T.A. e P.A., possono 
benissimo fondere soltanto comprimendole (e anche 
raffreddandole, o meglio sottraendo calore, a T costante).
Ma non è affatto una regola generale. Molte sostanze, entro ampi 
intervalli di pressioni, più le comprimi più adottano reticoli 
cristallini (solidi) compatti e atti a resistere alle stesse.
Ora se queste transizioni cristallografiche avvengono in opera, 
i mattoni o altri elementi costitutivi facilmente andrebbero in 
briciole. Ma se vengono usati per costruire la base mattoni 
precompressi e temprati a freddo (ammettendo con ciò che tale 
stato cristallino stabile ad alte pressioni possa essere 
mantenuto anche a Pressione ordinaria), questi resisteranno 
meglio. La fusione sarebbe inconcepibile.
Ah ... chiarisco che di norma i reticoli cristallini stabili ad 
alte pressioni si ottengono (oltre all'estrazione di minerali 
"profondi" con carotaggi vari) mediante incudini tetraedriche di 
zaffiro o di diamante che arrivano si a centinaia di giga 
Pascal, ma applicano sostanzialmente una compressione ISOTROPA.
Ora un mattone sotto un pilastro non è affatto soggetto a 
pressione isotropa, ma alquanto anisotropa. Quindi il materiale 
imho doverbbe essere pre-compresso in condizioni analoghe a 
quelle di lavoro, a scanso di riassestamenti successivi.
Infatti lateralmente un mattone esterno non ha alcuna spinta, 
per cui verrebbe "spremuto" verso l'esterno. Un reticolo 
isotropo non è necessariamente il migliore e più adatto a questo 
carico, anche se magari è il più stabile a seguito di 
compressione isotropa.
Ciao
soviet_Mario



Non sono esperto di ingegneria e problematiche delle costruzioni,
faccio solo un paio di considerazioni.
In condizioni "statiche" la pressione che si ha in un determinato
punto per un solido retto e' ro*g*h dove ro è la densità, g
l'accelerazione di gravità e h l'altezza di materiale sovrastante il
particolare punto dove ci si è messi.
Ammettendo un solido generico di densità simile a quella dell'acqua la
pressione sotto 5km di edificio sarebbe 50'000'000 Pa, circa 500
atmosfere! (E probabilmente anche molto di più perchè cemento o ferro
o quel che vuoi hanno densità superiore a quella dell'acqua...Più
probabilmente saranno anche 2'500 atmosfere)
Questo in condizioni statiche. Questa è la pressione che c'è solo per
avere un peso del genere sopra. Nell'istante in cui viene appoggiato
un peso sopra chiaramente ci sarà per un istante una pressione ben
superiore.
Un materiale normale a una pressione così alta si deforma, non
nell'istante in cui aggiungi materiale sopra.
Non è che premendo un corpo questo aumenta la sua temperatura senza
deformarsi. Se no avremmo un simpatico generatore eterno di energia.
L'energia viene fuori dall'abbassarsi del materiale. Quando si è
abbassato abbastanza ed ha assunto una forma più favorevole smetterà
di deformarsi e scaldare.
Non ho idea di quali siano i limiti di pressione a cui i materiali
comuni iniziano ad avere problemi, ma ad occhio 2'500 atmosfere mi
pare un valore sufficientemente alto per dare problemi.
Direi che per una volta Zichichi non ha preso una cantonata.

 cantonata?
Potrebbe essere sensato quello che dice. In effetti sotto la crosta 
terrestre l'alta pressione non permette agli strati di solidificare. 5km 
è una altezza esagerata, stiamo parlando del monte Bianco. Penso che il 
fatto sia che per l'alta pressione gli atomi non riuscirebbero a 
mantenere la struttura cristallina, anche se mantenessimo il tutto a 
temperatura ambiente.
E.

 cantonata?
A me sembra una bufala, per le ragioni che dici tu stesso.
E' ovvio che nel tempo di costruzione tutto il materiale avra' ampio
tempo per portarsi alla temperatura dell'ambiente.
Ma non capisco perche' scrivi "anche Zichichi": come se fosse una cosa
rara :-))
 
-- 
Elio Fabri

 cantonata?
Mi sembra che sia anche un risultato in geologia: una montagna non può
essere più alta di un certo limite, anche se fosse un cono e quindi
con l'area di base che aumenta, in quanto il peso sarebbe
proporzionale ad R (raggio di base) mentre l'area di base va solo come
R^2, dunque la pressione su quest'ultima aumenterebbe
proporzionalmente ad R (in teoria, considerando densità costante).

 mantenere la struttura cristallina, 
Uhm ... molti reticoli si riassestano per diverse pressioni, ma 
solo pochi materiali (es. ghiaccio) fondono, i più trovano altri 
assetti più compatti (e ancora solidi).
Poi se qualcuno mi manda qualche link ai diagrammi di fase di 
rocce tipo olivine, ortoclasi, wurtziti etc etc, e mi dimostra 
che i fusi sono più densi dei solidi, mi cospargo il capo di 
cenere e faccio penitenza.
ciao
Soviet


 pare un po' azzardato. o sbaglio?
Al contrario ti basta prendere del ferro battuto con un martello
e vedi che è più caldo dopo la battitura. C'è comunque una differenza nel
caso
che il peso sia applicato gradualmente. Comunque tipicamente
sotto una forza peso il materiale si comprime, quindi il lavoro
lo scalda. Il punto è che comunque in "concreto" il materiale farebbe
in tempo a raffreddarsi alla temperatura ambiente. Quindi come
ha ragionato Mario occorre considerare solamente l'effetto della
pressione. Se esplori la regione del diagramma di fase che
tipicamente sta ad alta pressione tipicamente trovi rappresentato
il cosiddetto punto critico punto in cui un gas di Van der Waals e la
fase cristallina si confondono. Ovvero per effetto della pressione
le molecole sono vicine abbastanza da ordinarsi in un cristallo.
Tuttavia più spesso, per effetto della pressione si vede che il diagramma
di fase è tale che avvengono arrangiamenti strutturali, per materiali
complessi inoltre la pressione (specie se combinata con la temperatura)
favorisce reazioni chimiche. Il fatto che può trarre in inganno è che
gli strati profondi della crosta terrestre sono più caldi, e liquidi quando
affiorano in superficie, il che non è dovuto
però alla pressione, ma, principalmente, si ritiene, alla produzione di
calore
dovuta alle reazioni nucleari di decadimento dei materiali fissili presenti
nelle
rocce terrestri. Nel discorso fatto da Mario c'è il presupposto che i
materiali
precompressi siano solidi come lo sono i materiali a pressione atmosferica,
ma di fatto questo negli strati interni della terra non è verificato perchè
la presenza di materiali solidi tutto intorno comporta materiali compressi
anche lateralmente.
Normalmente
i materiali in un palazzo molto alto non sono soggetti a compressioni
laterali
perchè il solido soggetto a sforzo normale si comprime ed un pochino si
espande lateralmente se non trova ostacoli. Rimane quindi lecito dubitare
che esistano materiali, pure se in fase cristallina come pensa Mario, che,
soggetti alle pressioni a cui pensa Zichichi, siano capaci di conservare la
loro forma senza essere contenuti lateralmente. Cioè quei cristalli ed
amorfi
a cui pensa Mario potrebbero essere più "liquidi" di quel che sono i
cristalli e
gli amorfi solidi nelle rocce superficiali.
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Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 essere solido
Già, mi sa che hai ragione...
E.

 gli amorfi solidi nelle rocce superficiali.
oh, per i vetri non ci piove, sicuro che lo sarebbero.
Non occorre nemmeno il grattacielo di Zichici. Basta prendere un 
a palla di vetro di qualche tonnellata e poggiarla per un 
"punto" su una basetta di acciaio con uno straterello di zaffiro 
o di diamante dove tocca. Mi pare che dopo tempi variabili (mesi 
o anni), già l'impronta si appiattisca a un cerchiolino, perché 
le pressioni nel punto iniziale sono molto alte.
D'altra parte è un esperimento molto sensibile alle condizioni 
iniziali. Sfere troppo grandi e pesanti potrebbero sgretolare 
subito il punto di contatto, imponendo una deformazione plastica 
troppo rapida per la lentezza degli scorrimenti viscosi del 
vetro. Ci vuole pazienza a T.A., se no il vetro emula il 
comportamento di un vero solido (fragile).
Sui cristalli veri non so. Imho non fonderebbero mai, ma 
potrebbero benissimo spezzarsi in maniera fragile.
In effetti per quanto abbiano altissime resistenze a 
compressione, quelle a trazione non sono così alte (e in uno 
sforzo anisotropo come lo schiacciamento potrebbero diventare il 
punto più limitante della coesione interna).
Cmq sarebbe sufficiente dimensionare la sezione dei pilastri e/o 
dell'intero edificio in modo che la massa di tutto quanto sta 
sopra produca le medesime pressioni a prescindere dall'altezza 
(mi spiegherete voi fisici, nel caso di un solido pieno e 
omogeneo, quale curva matematica descrive il profilo della 
genertrice di un solido che abbia in ogni punto una uguale 
rapporto tra la sezione a quell'altezza e il volume integrale di 
tutto ciò che gli sta sopra)
ciao
Soviet_Mario
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