Re: Espansione libera di un gas nel vuoto (senza contenitore)

From: Aleph <no_spam_at_no_spam.it>
Date: Thu, 04 Oct 2012 10:51:03 +0200

Soviet_Mario ha scritto:

> Il 03/10/2012 15:25, Aleph ha scritto:

> > Ma nemmeno l'energia � un parametro estensivo "puro".
> > Per convincersene basta considerare la presenza di termini d'interazione a
> > lungo raggio nell'hamiltoniana del sistema, che si pensi di estendere a
> > parit� degli altri parametri fisici.

...
> devo crederlo sulla fiducia perch� non dispongo di
> cognizioni sufficienti a comprendere l'argomentazione.

Non � una consioderazione molto complessa.
Quello che immagini sull'additivit� dell'energia vale in maniera rigorosa
per il gas perfetto che non � compopsto tuttavia da atomi interagenti.
Se pensi al gas-modello originale di Boltzmann a sfere rigide, le uniche
interazioni erano gli urti e in pratica l'Hamiltoniana si scrive come
somma delle energie cinetiche e basta, di qui l'additivit�.

Nel caso di un gas reale se prov a scrivere le hamiltoniana di un gas a T
e V costanti, prima in un cilindro lungo l (1) e poi in un cilindro lungo
2l (2) vedrai che generalmente H2 =/= 2*H1 .

Lo stesso vale per l'entropia (considera la definizione di Boltzmann S =
k*logW).
Ragionando al contrario stavolta pensa di dividere il cilindro iniziale
(1)in due parti uguali (2) introducendo un setto, poi in quattro (3), etc.
(il tutto senza compiere lavoro).
Si vede subito che, a rigore, non � vero che S1 = S2 = S3, poich�
l'introduzione del setto non consente pi� al sistema di raggiungere
microstati particolari del tipo tutte le molecole da una parte nessuna
dall'altra etc.

...
> Me ne verrebbe da desumere che allora nemmeno la massa sia
> pi� estensiva "pura" (visto che sono collegabili da una
> relazione di equivalenza), anche se probabilmente non
> capirei una possibile confutazione di questa deduzione un
> po' naif.
> Boh ... Com'� questa massa alla fine ?

Beh, dovresti considerare almeno l'energia d'interazione gravitazionale ra
le masse che spezza l'additivit�, ma stiamo parlando di effetti
piccolissimi e non rilevabili.

> E inoltre : quali sarebbero le grandezze estensive "pure" ?

Il volume � un buon esempio, ma anche l'energia e l'entropia vanno bene
dal punto di vista teorico generale se consideri il gas perfetto.

...
> mah ... direi che altri si sono posti il problema prima di
> me. Ho provato, come ha suggerito Tommaso, a cercare
> thermodinamics of non equilibrium, dove si parla di idee di
> Onsager e altri ... ma gli articoli sono al di l� delle mie
> possibilit� purtroppo.

Anche l� tuttavia si tratta di estensioni a sistemi termoinamici quasi
stazionari, situazioni di equilibrio termodinamico locale, etc.

...
> Tra l'altro ho anche forti disagi nel considerare molto
> disordinati certi stati come un gas uniforme, ma non � il
> caso di entrarci

Disordine l� vuol dire numerosit� dei microstati associati a un macrostato
specifico (S = k*logW, appunto).

> > Per me l'entropia � semplicemente una grandezza fisica che sotto
> > determinate condizioni � ben definita e quantificabile, ma non la vedo
> > come un attributo concreto della realt�,

> uhm ... non capisco bene la distinzione

Pi� o meno � la stessa distinzione che passa tra chi ha una concezione
platonica degli enti matematici come *reali* (ci sono matematici del
calibro di Alain Connes che credono in questa concezione) e chi ritiene
che l'esistenza degli enti matematici alberghi solo all'interno dlla
nostra mente.

Saluti,
Aleph


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Received on Thu Oct 04 2012 - 10:51:03 CEST

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