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Titolo: Calore

 
In termodinamica coesistono due definizioni di calore almeno dall'inizio 
del XX secolo. La più antica, basata sulla calorimetria del XIX secolo, 
si basa sull'idea che il calore viene scambiato solo in presenza di 
differenze di temperatura tra sistema e ambiente.
 
La seconda, più recente, fu introdotta poco più di 100 anni fa da 
Caratheodory e ripresa da Born e  Planck ed è presente in molti buoni 
testi contemporanei di termodinamica. In questo caso si parte 
dall'introduzione del concetto di parete adiabatica definita dalla 
condizione che per sistemi racchiusi in questo tipo di parete, il lavoro 
richiesto per andare dallo stato A a B (o viceversa) (L_ad(AB)) è 
indipendente dal cammino. In tal modo si introduce l'energia interna 
come funzione di stato attraverso Delta U(AB)=U(B)-U(A)=L(AB).
Una volta che abbiamo l'energia interna, se la trasformazione non 
avviene in condizioni di isolamento mediante pareti adiabatiche, e 
quindi il lavoro L(AB) dipende dal cammino, *definiamo* calore scambiato
 
Q(AB)= Delta U(AB) - L(AB)
 
Domanda/provocazione (ho le mie idee ma vorrei sentire pareri).
 
Che relazione c'è tra le due definizioni? Sono completamente equivalenti?
 
Giorgio


Comincio con una osservazione abbastanza ovvia:
la seconda definizione è più generale, perché si applica anche
a sistemi che effettuino trasformazioni non quasistatiche per
cui T possa allora non essere definita, se la trasformazione
avvenga tra 2 stati di equilibrio (per cui quindi sia definita
l'energia interna) e se lungo la trasformazione sia possibile
calcolare il lavoro macroscopico.
Per le osservazioni meno ovvie, ci vogliono altri interventi ;-)
 
Ciao
 
-- 
Giorgio Bibbiani
(mail non letta)

 
 
 
-- 
 
 
ciao
Massimo 
 
¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤¤
la password e' pippo
 
 
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   micro che macroscopici.
 
Lasciamo stare ambiti astrofisici/cosmologici e limitiamoci ai sistemi 
di laboratorio.
 
Giorgio


Se hai tempo di leggere questa e' la storia della termodinamica
 antica che forse nell'ottocento era piu' la ricerca della massima
 efficienza di una macchina che la ricerca di una legge
 universale.
 
https://www.treccani.it/enciclopedia/l-ottocento-fisica-la-termodi
 
namica_%28Storia-della-Scienza%29/#:~:text=Termodinamica%20%C3%A8%
20il%20nome%20dato,il%201850%20e%20il%201851.&text=Joule%20sull'eq
uivalenza%20tra%20calore%20e%20lavoro%20meccanico.


 di laboratorio.
 
Non pensi che molte osservazioni astronomiche di quel periodo
 abbiano influenzato la scelta della definizione 2?
Io credo di si'. Ma mi documento meglio se e' necessario.


 Io credo di si'. Ma mi documento meglio se e' necessario.
 
Assolutamente no. Le ragioni della 2 sono tutte interne alla 
termodinamica e al desiderio di fondarla su principi coerenti.
Uno dei problemi della 1 è che il calore secondo questa definizione 
richiede la definizione di temperatura ma la definizione termodinamica 
di temperatura prevede l'introduzione dell' entropia che a sua volte 
richiede il calore. La 2 evita questo appartente circolo vizioso.
 
Giorgio


Non sono mai riuscito a trovare una presentazione della termodinamica fenomenologica 
classica (sistemi semplici) totalmente esente da vizi logici (di circolarita' ecc.).
Per esporre il primo principio della TD occorrono le definizioni di:
- parete adiabatica;
- lavoro scambiato dal sistema con l'esterno;
- energia interna;
- calore.
 
La definizione del calore di Caratheodory ha carattere generale e mi soddisfa.
Non direi altrettanto dei concetti di parete adiabatica e di lavoro, a meno che 
non si voglia limitare quest'ultimo concetto al solo lavoro meccanico di espansione
o contrazione del sistema. Ma cosi' facendo il primo principio della TD sparisce,
nel senso che viene privato di qualsiasi contenuto empirico.
Conseguentemente chiedo: dobbiamo considerare la mitica conservazione dell'energia 
come una definizione (di energia appunto) o come un fatto sperimentale ben assodato,
purtuttavia in linea di principio falsificabile? 
 
Ulteriori difficolta' nascono con il secondo principio, poiche' le definizioni di 
calore, temperatura termodinamica ed entropia sono strettamente interconnesse.
 
Ho gia' segnalato in passato un mio tentativo di discutere questi problemi:
 
http://pangloss.ilbello.com/Fisica/Termodinamica/lavoro_calore.pdf
 
 
Non lo ripropongo come soluzione soddisfacente, sono il primo a riconoscerne i 
difetti, semplicemente si tratta della presentazione logica "meno peggiore"
che finora personalmente sono riuscito ad elaborare. 
Spero che questo thread possa aiutarmi a capire meglio il profondo significato 
dei principi della termodinamica.
 
-- 
    Elio Proietti
    Valgioie (TO)

 richiede il calore. La 2 evita questo appartente circolo vizioso.
 
Il principio zero non permette di introdurre una definizione di 
temperatura sufficiente a evitare questa difficoltà?
 
Paolo


Bene. Lo condivido. 
E' la risposta alla tua domanda?
O c'e' altro?


> 
http://pangloss.ilbello.com/Fisica/Termodinamica/lavoro_calore.pdf
 
 
solo a me fa "404 Not Found" ?
 
-- 
 
maitre Aliboron

Il 01/02/21 10:32, Paolo Cavallo ha scritto:

Il principio zero dà una condizione essenziale per qualsiasi definizione 
di temperatura ma non dà prescrizioni su come definirla. Cosa che invece 
sia la calorimetria sia il I principio permettono di fare.
 
Giorgio

 fare.
Intervengo senza rispondere a nessuno in particolare.
Solo per segnalare alcune mie impressioni, che in buona parte
risalgono a parecchio tempo fa.
 
Una notizia confidenziale: circa 4 anni fa avevo cominciato a pensare
a un articolo intitolato
"Una convivenza difficile".
La scaletta si apriva con la seguente introduzione programmatica:
 
"L'articolo dovrebbe studiare il significato di 'approccio
assiomatico' in fisica. Per mostrare appunto che la convivenza tra
l'aspetto sperimentale e aperto della fisica e il rigore logico di un
sistema assiomatico è problematica. Al punto che una vera esposizione
assiomatica - non solo di tutta la fisica, ma pure di una sua parte
significativa - è di fatto inesistente."
 
Poi mi sono fermato, perché mi è mancata da un lato la motivazione (ma
per chi lo scrivo 'st'articolo?) e dall'altro ne ho vistele
innumerevoli difficoltà, inclusa la mia impreparazione a trattare il
tema con la dovuta completezza.
 
Però qualche idea è rimasta, e posso spenderla qui.
Comincio col "giro vizioso".
Basterebe un po' d'attenzione per scoprire che questo *cosiddetto*
giro vizioso non compare solo nella termodinamica, ma in *tutta* la
fisica.
Se lo dico così, è chiaro che secondo me non si tratta di un difetto,
ma di un carattere costitutivo (e non negativo) della fisica come
scienza.
Per es. in termodinamica quella che viene rimproverata come mancanza di
rigore logico è semplicemente la forma inevitabile di una fase
"construens".
Su questo posso rimandarvi a qualcosa che ha più di 50 anni:
"Che cos'è il rigore logico in fisica?"
http://www.sagredo.eu/articoli/rigore.pdf
 
 
Sebbene quell'articolo parlasse solo di meccanica, non è difficile
tradurre quelle considerazioni nell'ambito termodinamico.
Vi segnalo in particolare i §§6,7.
 
A quel tempo quindi non ritenevo impossibile costruire un'assiomatica
rigorosa, tanto che mi spingevoa delinearne la struttura (roba non
mia, sia chiaro).
Il progetto di articolo molto più recente e rimasto allo stato di
progetto esprime invece una fase in cui formulo una valutazione
radicale: un rigore logico, nel senso di un'assiomatica rigorosa e
coerente, in fisica non è possibile, e lamentarne la mancanza è un
errore.
Solo che non mi sono ritenuto capace di dimostrarlo, anche se continuo
a ritenere vera questa tesi.
 
Restando alla termodinamica, la "calorimetria del 19-mo secolo" (ma
non solo; per es. anche gli esperimenti di Joule) costituiscono quello
che ho chiamato sopra la fase "construens": si comincia a scoprire i
fatti principali (v. anche gli esperimenti di Rumford), inquadrarli in
regole generali, creare i concetti.
Il tutto *non può* e *non deve* avere rigore logico.
 
Poi comincia una fase di astrazione, in cui si cerca di scoprire le
relazioni logiche, a dare "dimostrazioni", quindi a introdurre
principi.
Non mi risulta però che questo processo sia mai arrivato a
un'assiomatica rigorosa.
Ma bisogna comunque tener presente quello che dice Hempel, e che io
cito nel "rigore logico": la struttura teorica rigorosamente
coerente, quando esista, "pesca" nel mondo empirico, ma non tutto ciò
che esiste nella teoria ha l'obbligo di avere un fondamento
osservativo, tanto meno "operazionale" alla Bridgman.
 
Qualche osservazione alla rinfusa.
Attenzione a non commettere l'errore così tipico delle trattazioni
"alla Fermi", ossia fondate sulle macchine termiche, in cui quando si
parla di lavoro si pensa *solo* al lavoro meccanico.
Mi sembra che questo errore nella didattica secondaria sia universale.
Quando (30 anni fa) tenni il corso di Fisica I cercai di tenermi
lontano da tale errore.
 
Quanto al postulato zero: io l'ho sempre inteso come un assioma nel
senso adombrato sopra.
Certo insufficiente a definire la temperatura, riesce però a definirla
come classe di equivalenza, e ne dà anche un ordinamento.
E' quindi un primo passo nella costruzione di una struttura matematica.
 
 
-- 
Elio F

 scienza.
....
 
Attenzione che io avevo scritto *apparentemente* vizioso. Ovvero non 
condivido la critica.
 
....
 
Non vorrei aver dato l'impressione che mi interessi la questione in 
senso di assiomatiche della termodinamica. Mi pongo il più "semplice" 
problema di mettere meglio a fuoco le relazioni tra due possibili 
definizioni di calore che a volte vengono date esplicitamente come 
equivalenti. Ma completamente equivalenti non mi sembrano. Il quadro 
concettuale che mi interessa non è quello di una sistemazione della 
termodinamica (c'e' chi ci ha riprovato recentemente con maggiori 
capacità di quelle che potrei avere io in un'impresa del genere, cfr. 
Lieb, E. H., & Yngvason, J. (1999). The physics and mathematics of the 
second law of thermodynamics. Physics Reports, 310(1), 1-96.) A me basta 
una sistemazione *chiara* e con un ragionevole filo logico.
 
Giorgio

 second law of thermodynamics. Physics Reports, 310(1), 1-96.)
 
Mi piacerebbe dare un'occhiata alla pubblicazione citata, purtroppo non ho accesso
a tale rivista. Ringrazio chi eventualmente potesse inviarmi l'articolo per e-mail.
Fino a qualche tempo fa il mio "fornitore abituale" di pubblicazioni era Giovanni,
che saluto calorosamente e spero di ritrovare presto come moderatore isf. 


 a tale rivista. 
 
A me risulta che quell'articolo è scaricabile. Prova. Altrimenti ne 
esiste una versione scaricabile da ArXiv: 
https://arxiv.org/abs/cond-mat/9708200
 

 Giorgio
 
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)

 solo a me fa "404 Not Found" ?
 
A me funziona correttamente.
 
 
 
-- 
UoScAr
Imola,45,25,147/175+/160+

 
https://arxiv.org/abs/cond-mat/9708200
 
 
Trovato e scaricato, grazie!
Certo che questi matematici sono tremendi, sul secondo principio sono riusciti a
confezionare un malloppo di un centinaio di pagine scritto in matematichese-doc!
Tentero' di liofilizzarne il contenuto per confrontarlo con quello delle mie 4 
paginette fisico-matematiche sullo stesso tema. A prima vista di incoraggiante 
vedo solo l'adozione comune di un'impostazione alla Caratheodory e quella delle 
medesime variabili di stato estensive (U,V) scelte per descrivere il sistema. 
 
Tornando all'OP (e con riferimento al mio pdf) direi che vi sono tre diversi
approcci al concetto di calore:
n.1 il calore della termologia ottocentesca;
n.2 la definizione di calore alla Caratheodory connessa al primo principio;
n.3 il concetto di calore usato nel secondo principio.
 
Non vi e' dubbio che la n.2 definisce un concetto di calore piu' ampio della n.1, 
ma la dicotomia calore-lavoro contemplata dal primo principio non e' netta.
Nel mio articolo propongo solo un distinguo operativo: per quanto riguarda la
variazione di energia interna del sistema TD poco importa se l'energia fornita 
da un resistore ad immersione sia considerata calore oppure lavoro elettrico.
 
Invece la n.3 mi sembra piu' restrittiva, direi che "tutto e' calore" tranne il
lavoro meccanico macroscopico. Certo e' che essendo nella n.3 calore, temperatura
termodinamica ed entropia grandezze interconnesse il concetto di calore perde 
quella malleabilita' di interpretazione che mi sembra invece mostrare nella n.2


 ma la dicotomia calore-lavoro contemplata dal primo principio non e' netta.
 
Anche con 2?
 
Giorgio

 Anche con 2?
 
Il primo principio e' da tutti considerato implicito nella forma analitica:
 
Q(AB) = U(B)-U(A) + L(AB)
 
Seguendo Caratheodory questa relazione definisce il calore Q(AB), essendosi gia'
definita la variazione di energia interna U(B)-U(A) quale lavoro L(AB) scambiato
con l'esterno dal sistema nei processi adiabatici.  L'univocita' di L(AB) nei
vari processi fisicamente possibili costituisce l'asserto del primo principio.
 
Il sofisticato Callen fa invece piovere assiomaticamente la variazione U(B)-U(A) 
dal cielo, definisce poi il lavoro L(AB) tramite la suddetta variazione nei processi 
adiabatici, ne trae infine il significato di Q(AB) alla Caratheodory. IMHO sul 
primo principio il Callen e' piuttosto bruttino, indubbiamente se la cava in modo
assai piu' brillante sul secondo.
 
Il punto cruciale consiste nel definire in modo inequivocabile il significato del 
lavoro L(AB) scambiato da un sistema con l'esterno durante una trasformazione A->B.
Ad es. consideriamo un calorimetro contenente acqua e riscaldiamo questa con un
resistore ad immersione. Si potrebbe esporre il primo principio dicendo che in 
tale processo la variazione di energia interna U(B)-U(A) sia dovuta a:
- una fornitura di lavoro elettrico dissipativo (in un sistema adiabatico);
- una fornitura di calore erogato per effetto Joule dal resistore.
 
Entrambe le formulazioni potrebbero essere considerate valide, declassando cosi'
il problema della dicotomia calore-lavoro da un livello fisico concettuale ad una 
mera questione linguistica di scarso interesse. OK, ma se per il primo principio
adottiamo tale posizione malleabile, come la mettiamo poi con il secondo principio
e la definizione dell'entropia? 
Ed in caso contrario quale sarebbe la sola formulazione corretta?


 - una fornitura di calore erogato per effetto Joule dal resistore.
 
A me sembra che si tratti solo di distinguere correttamente il
sistema dal suo ambiente:
- se il sistema comprende il resistore, allora l'ambiente
eseguirà un lavoro elettrico sul sistema
- se il sistema non comprende il resistore, allora l'ambiente
scambierà calore con il sistema.


 scambierà calore con il sistema.
 
Anche su questo concordo in pieno. In molti casi in cui sembra che ci 
sia ambiguità, la sorgente di confusione è in una non ben chiara 
identificazione tra sistema e ambiente.
 
Giorgio

 identificazione tra sistema e ambiente.
 
 
Non sono cosi' ingenuo! Vorrei fare notare che nell'articolo da me proposto:
 
http://pangloss.ilbello.com/Fisica/Termodinamica/lavoro_calore.pdf
 
 
la frontiera del sistema e' _sempre_ evidenziata con la massima pignoleria.
In particolare nella fig.4 (lavoro elettrico) il resistore e' interno al sistema,
mentre nella fig.5 (calore) la piastra elettrica e' esterna ad esso.
Inoltre le considerazioni operative svolte enfatizzano che tale distinguo non e' 
un puro sfizio lessicale: esso e' necessario per formulare il primo principio in
modo fisicamente significativo (falsificabile).
 
Chiuso il discorso sulle definizioni n.1 e n.2, passo ora alla mia strana n.3
La parte piu' raffinata ed apparentemente non sempre ortodossa del mio articolo
riguarda il secondo principio e le definizioni fra loro strettamente connesse di 
calore, temperatura termodinamica ed entropia. 
Gli sviluppi analitici rigorosi ma poco usuali delle sez.5-6 conducono alla blasfema
conclusione (14b), che non esige la reversibilita' della trasformazione quasi-statica
da usare per il calcolo di una variazione di entropia!
In fig.10 viene proposto un esempio di misurazione di un Delta S basato su una 
trasformazione quasi-statica (molto lenta, ma irreversibile!) ed una fornitura di 
"lavoro elettrico" qui ribattezzato "calore".
 
La mia analisi differenziale delle trasformazioni quasi-statiche sembra suggerire
che il consueto ricorso a trasformazioni reversibili nel calcolo delle variazioni 
di entropia sia dovuto ad una concezione del "calore" di stampo ottocentesco.
Sacrilegio? Devo prendermi una vacanza? 


 Q(AB)= Delta U(AB) - L(AB)
 
Non ho capito molto della seconda definizione. Vengo da una
"scuola di pensiero" ove il calore e' quel tipo di energia
che entra/esce da un sistma termodinamico senza potere essere
descritto come lavoro termodinamico oppure senza che vi sia 
trasferimento di materia. Troppo generico ?
 

Il 04/02/21 16:58, Roberto Deboni DMIsr ha scritto:

a me la seconda clausola (assenza di mescolamento e scambi 
di massa) pare in realtà molto restrittiva (ed esclude gli 
scambi termici in contesti dove ci siano convezione e/o 
mescolamento.
Ma sono solo un praticone eh, di definizioni rigorose degli 
enti un c'azzecco mica


 ha scritto:

La seconda definizione tiene conto di sistemi adiabatici.
Tipo thermos del caffe' per intenderci.
 
Qualche spiegazione in piu' la trovi qui
 
https://www.youmath.it/lezioni/fisica/termodinamica/3635-adiabatica.html
 
 
Per me la non universalita' della legge e' che tiene conto del
 calore specifico che a lungo raggio puo' essere negativo con
 tutte le conseguenze del caso.
In questo senso nei sistemi a lungo raggio non valgono le leggi
 della termodinamica.


 
A parte la questione del trasferimento di materia è la seconda 
definizione. Occorre però partire dal alvoro adiabatico per poter 
definire un'energia macroscopica termodinamica.
 
Giorgio

 
 
Questa è un'affermazione più da meccanica statistica che da 
termodinamica. E va comunque detta in modo un po' diverso perché anche 
l'interazione coulombina a è a lungo raggio ma non impedisce di trattare 
termodinamicamente sia la materia in generale (che però richiede la MQ), 
sia soluzioni elettolitiche (per cui è sufficiente la meccanica classica).
 
Giorgio

 Ma sono solo un praticone eh, di definizioni rigorose degli enti un 
....
 
Vero in parte che il non trasferimento di materia implica l'assenza di 
convezione. Ricorda che la termodinamica si occupa di descrivere stati 
di equilibrio. Come si passa da uno all'altro è come nelle scene d'amore 
dei vecchi film: dissolvenza e i due si vedono la mattina dopo :-)
 
Anche se non banale da realizzare, una trasformazione in cui quantità di 
materia e composizione non sia variata tra stato iniziale e finale può 
anche passare per un apporto di calore per convezione a patto che non ci 
sia accumulo o asporto di materia per ciascuna componente chimica.
 
Se invece c'è una variazione totale di quantità di materia per ciascuna 
specie, occorre tenere conto di questo mediante termini addizionali 
nella variazione di energia interna. Ma questo riguarda i sistemi aperti 
e questi sono esclusi dalla definizione 2, almeno nella formulazione che 
ho riportato.
 
Giorgio

 Giorgio


 O pensi ci sia un limite alla conoscenza?
 
Non capisco da dove ricavi che io abbia intenti di questo tipo.
 
"L'energia è l'energia" è appunto una tautologia dappertutto, non solo 
in filosofia. E quindi non dice nulla di come distinguerla da un 
ornitorinco. Men che meno come misurarla.
 
Definire l' "energia in sé" ancor meno. In fisica ci sono dei concetti 
più o meno direttamente legati con osservazioni. Le cose in sé le 
lasciamo stare a chi pensa di sapere cosa siano (ma direi che da Kant in 
poi anche i filosofi hanno altro da fare che preoccuparsi della cosa in sé).
 
La soluzione della termodinamica per definir operativamente un' energia 
interna di un sistema termodinamico macroscopico sta lì da più di un 
secolo e non l'ho inventata io. Per far termodinamica funziona 
egregiamente. Quindi non è uestione di sentirsela. Io chiedevo opinioni 
su qualcosa che discende da quella definizione ma ha a che fare con il 
calore (ovvero flussi di energia) più che l'energi stessa. Quindi il 
problema è ancora più semplice.
 
 
Giorgio

 Per le osservazioni meno ovvie, ci vogliono altri interventi ;-)
 
La discussione è partita su direzioni diverse, interessanti, ma le tue 
osservazioni mi sembra siano le uniche finora direttamente centrate 
sulla domanda che ponevo.
 
Provo allora a enunciare il mio punto di vista.
 
Sembra anche a me che la 2 sia più generale della 1, anche se ho trovato 
chi le dava per equivalenti e anch'io in passato pensavo lo fossero.
 
Direi che un primo elemento di non equivalenza e  maggior generalità di 
2 sta nell'abbandono della necessità di avere durante la trasformazione 
le due temperature (ambiente e sistema) ben definite. La tua 
osservazione sottolinea la possibilità che il sistema non sia 
caratterizzato ad ogni istante da una temperatura. Io aggiungo che 
sicuramente ci sono esempi di calore che entra o esce dal sistema anche 
se l'ambiente non è all'equilibrio e quindi non è caratterizzabile con 
una temperatura. P.es. il  caso di trasporto termico radiativo.
 
Penso che ci sia ancora una situazione (in qualche modo collegata ma non 
coincidente con la precedente) ][\in cui la def. 2 presenta un vantaggio 
su 1. Il caso di una trasformazione isoterma reversibile. Il modo per 
spiegare come mai c'e' un passaggio di calore a temperatura costante 
senza differenze finite di temperatura, nel caso 1 è di introdurre un 
processo in cui si ipotizza l'instaurarsi di una differenza di 
temperatura infinitesima tra ambiente e sistema. E questo è inevitabile 
se il calore richiede per definizione una differenza di temperatura. 
Invece la def. 2 è meno "invasiva" nel senso che non richiede modelli 
basati su differenze di temperatura macroscopiche ancorché infinitesime. 
Anche meccanismi connessi a fluttuazioni microscopiche, e che non 
richiedono differenze di temperatura, sarebbero tranquillamente dentro 
la def. 2.
 
Tutto questo mi sembra rompa la simmetria tra le due definizioni a 
favore della 2.
 
Giorgio

 
http://pangloss.ilbello.com/Fisica/Termodinamica/lavoro_calore.pdf
 
 
Secondo me dovresti riconsiderare la definizioen di parete adiabatica. 
E' chiaro che se la definisci come quella che non fa passare energia se 
non attraverso il lavoro stai introducento il calore, senza nominarlo, 
prima del possibile. Se invece la parete adiabatica è quella che 
permette di avere il lavoro come funzione di stato. il discorso è tutto 
basto su misure di lavoro.
 
Giorgio

 
Quindi definiresti "parete adiabatica" come quella parete per cui il lavoro diventa una funzione di stato. 
 
Ma non puoi provare che una tale parete esiste, mi pare, perché il fatto che il lavoro adiabatico dia una funzione di stato è un fatto sperimentale non dimostrabile (a meno di aver già definito il concetto di calore). 
 
--
Wakinian Tanka 
 

 ha scritto:

Non avertela a male.
E' solo una questione logica.


 Ma non puoi provare che una tale parete esiste, mi pare, perché il fatto che il lavoro adiabatico dia una funzione di stato è un fatto sperimentale non dimostrabile (a meno di aver già definito il concetto di calore).
 
E certo, altrimenti che principi fisici sarebbero? I principi delle 
discipline fisiche non sono altro che un modo compatto di includere il 
minimo di fatti sperimentali da cui derivare tutte le conseguenze utili 
alla descrizione e previsione dei fenomeni. Il problema, dal punto di 
vista della fisica sta tutto nel "minimo" e nell'avere una struttura dei 
principi sufficientemente chiara da permetterne l'utilizzo non ambiguo e 
l'identificazione precisa di quali fatti sperimentali ne sono alla base.
 
Anche la scelta tra le due definizioni di calore da cui sono partito ha 
a che fare con quanto sopra.
 
E vorrei sottolineare che partire da una struttura sufficientemente 
chiara dei principi diventa cruciale quanto occorre andare al di là 
dell' ambito di applicazione originale.
 
Giorgio

 ha scritto:

Io penso che quando Einstein pubblico' il suo articolo
 
"La teoria planckiana della radiazione e la teoria dei calori
 specifici"
 
ci fu l'esigenza di dare una sistemazione alla termodinamica
 classica di cui anche il problema del corpo nero costituiva un
 limite.
Se poi vogliamo pensare alla termodinamica come un fenomeno (non
 una disciplina) slegato da tutti gli altri fenomeni fisici solo
 perche' abbiamo classificato un sistema allora rimarremmo al
 modello classico.
Un fatto e' certo. Quando parliamo di calore stiamo parlando di
 energia ma quando parliamo di energia non stiamo parlando di
 calore.


 
E chi l'ha inventata? 
 
 
 
Lo Zemansky prima definisce la temperatura in modo empirico poi definisce calore l'energia scambiata in virtù di una differenza di temperatura, poi definisce parete adiabatica e lavoro, poi rileva come fatto sperimentale che il lavoro adiabstico è una funzione di stato ∆U quindi la differenza tra lavoro adiabatico e quello non deve essere energia fluita a causa della parete conduttrice soltanto, ovvero calore e quindi il 1º principio. 
Studiando termodinamica all'epoca mi sono venuti mille dubbi, soprattutto al capitolo entropia e nella definizione di "serbatoio  di calore". 
 
Ma ancora di più mi risuonano ora le riflesdioni di Fabri: la fisica probabilmente non si può mai porre in una forma assiomatica perfetta perché i concetti "evolvono e ritornano su se stessi" più volte (questa non è una frase sua ma cerco di riassumere" 
 
--
Wakinian Tanka

 basto su misure di lavoro.
 
A mio parere il concetto di lavoro (anzi i vari concetti di lavoro) scambiati da
un sistema con l'esterno sono pregressi alla termodinamica, nel senso che devono
essere definiti da altre discipline fisiche (maccanica, elettromagnetismo ecc.).
Nel mio articolo fornisco solo una "definizione virtuale" del lavoro termodinamico,
atta a fissare alcune caratteristiche che ogni particolare definizione meccanica,
elettromagnetica ecc. deve rispettare.
 
Invece il Callen procede in sintesi come segue: 
- postula l'esistenza di stati di equilibrio macroscopici per un sistema TD
  aventi un valore caratteristico dell'energia interna U ecc.
- postula l'esistenza di pareti adiabatiche tali che il lavoro scambiato dal
  sistema tra due stati assegnati A e B sia univocamente determinato e pone
  per definizione  L(AB) = U(A)-U(B);
- per trasformazioni non adiabatiche definisce il calore alla Caratheodory
  Q(AB) = L(AB) + U(B)-U(A)
 
Sull'accettazione della definizione di calore nella forma generale proposta da
Caratheodory siamo tutti d'accordo. 
Ma postulare l'esistenza dell'energia interna per poi definire inversamente 
il lavoro termodinamico attraverso all'oscuro postulato delle pareti adiabatiche
significa fare assiomatica pura e non vera fisica.
 
Il metodo assiomatico stabilisce in modo rigoroso le relazioni sintattiche fra
le grandezze, ma non ne fornisce l'interpretazione, ossia il significato fisico.
IMHO il formalismo del Callen aggira il problema di definire il significato dei
concetti fisici di lavoro e calore: ne fa semplicemente a meno, come fanno i
matematici con Kolmogorov per il concetto di probabilita'.
 
Concordo con Fabri sui limiti dei metodi assiomatici in fisica: esaltano la
sintassi delle teorie, ma ne oscurano la semantica (ossia l'interpretazione).
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Ma questi di cui stiamo parlando NON sono metodi assiomatici. Si tratta 
di mettere in fila in modo coerente e comprensibile le assunzioni di 
base su fatti sperimentali.
 
Giorgio

 Ma ancora di più mi risuonano ora le riflesdioni di Fabri: la fisica probabilmente non si può mai porre in una forma assiomatica perfetta perché i concetti "evolvono e ritornano su se stessi" più volte (questa non è una frase sua ma cerco di riassumere"
 
Io concordo con il diverso significato di assiomi matematici e principi 
fisici. Tuttavia, che si parli di principi della termodinamica, della 
dinamica, dell' elettromagnetismo o dell'ottica, non vedo perché non 
cercarne una o più presentazioni ( non pretendo l'unicità dei principi) 
  che sia sufficientemente chiara da i) fornire delle procedure 
operative esplicite e che dica chiaramente quali sono i fatti dell' 
esperienza che vengono assunti come stabiliti e base della teoria. E 
questo serve sia dal punto di vista didattico, per chiarezza 
concettuale, sia dal punto di vista della ricerca, quando si travalicano 
i confini originali della teoria.
 
Quello che invece succede sia per la termodinamica sia (anche peggio) 
per la meccanica classica è che ad una lunga storia di dibattiti sulle 
formulazioni dei principi si accompagna la massima sciatteria e 
confusione nei libri di testo e nella testa delle persone sulle 
formulazioni. Possiamo discutere su vantaggi e svantaggi della 
definizione di calore secondo calorimetria o secondo termodinamica. 
Quello che non dovrebbe succedere (e invece succede) è di non far capire 
più se l'esistenza dell' energia del primo principio è un'ipotesi o il 
contenuto del principio.
 
Giorgio

 Molto più chiaro a riguardo il solito Callen. 
 
Alla luce di quanto scritto a Elio Proietti, "più chiaro" non vuol dire 
chiarissimo.