Re: emissività: un semplice paradosso

From: mythsmith <spam_at_modena1.it>
Date: Mon, 19 Feb 2007 23:52:43 +0100

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Elio Fabri wrote:

> mythsmith ha scritto:
>> ...
>> Tutto ci� � espressamente vietato dalla termodinamica, quindi deve
>> esserci un errore grossolano.
>> Ma dove?
> Mi dispiace, ma non posso essere d'aiuto, perche' continuo a non capire
> assolutamente come funzionerebe il tuo congegno.
> Lo capisco talmente poco che non sono neppure in grado di chiedere
> chiarimenti...
>
>
> --
> Elio Fabri

In un tubo dalle pareti perfettamente riflettenti sono poste due lenti
polarizzanti affacciate, A e B, con piano di polarizzazione perpendicolare.
Tra le due lenti c'� uno spazio vuoto.
______
|A B|
- ------

Queste lenti hanno la propriet� di lasciar passare solo la luce con un certo
piano di polarizzazione. Inoltre, per quanto ne so (e potrebbe essere qui
l'errore�) _emettono_ luce polarizzata esclusivamente lungo quel piano.

A qualsiasi temperatura queste lenti emetteranno dalla loro superficie una
certa quantit� di calore radiante, sotto forma di radiazioni polarizzate.
Se immaginiamo lo scambio radiante tra le due superfici affacciate, vediamo
che tutto il calore emesso da A viene completamente assorbito da B, e
viceversa, poich� le radiazioni che hanno sempre polarizzazione
perpendicolare a quella delle lenti.

Le radiazioni emesse dalle superfici opposte (non affacciate) invece vengono
riflesse dal tubo, riattraversano la lente e subiscono lo stesso destino:
si disperdono sull'altra lente.

Se tutti gli oggetti sono alla stessa temperatura, il sistema �
all'equilibrio termico ed anche tutti questi flussi di radiazioni sono
perfettamente bilanciati.

Fin qui � chiaro?

Ora poniamo dietro A un "corpo nero", il che potrebbe semplicemente voler
dire che sporchiamo il lato di A rivolto al tubo (e non verso B) con della
fuliggine.
Il corpo nero emette radiazioni non polarizzate: la maggior parte di queste
vengono quindi assorbite e disperse in calore dentro alla lente A. Ma una
piccola parte di queste radiazioni (quella con polarizzazione corretta)
oltrepassa la lente A e va a disperdersi invece sulla lente B (se ha
passato A, non pu� passare B perch� la polar. � perpendicolare).

Quindi abbiamo che una parte delle radiazioni emesse dal corpo nero
oltrepassa A e raggiunge B. Questo significa che c'� un flusso di calore
dal corpo a B.
Essendo tutti i corpi alla stessa temperatura, _deve_ esserci un flusso
identico ma opposto che da B torna al corpo nero, altrimenti � evidente che
alla lunga il corpo nero cederebbe tutto il suo calore a B...
Poich� il corpo nero e B sono in "comunicazione" solo attraverso le
radiazione che essi emettono, deve essere una radiazione da B al corpo a
riequilibrare il bilancio.

Purtroppo per� B emette solo luce polarizzata, e questa luce non pu�
penetrare A, che si trova lungo il cammino per il corpo nero. Quindi il
calore che dovrebbe essere diretto al corpo si disperde invece su A.

In questo esempio A � in contatto diretto col corpo nero: se la
conducibilit� termica di A fosse infinita, il calore sviluppatosi sulla
superficie rivolta a B (dove giunge la radiazione) si trasmetterebbe
istantaneamente al corpo nero e non si osserverebbe alcun gradiente termico
(come dev'essere secondo la termodinamica).

Purtroppo per� A avr� sicuramente una conducibilit� ridotta, quindi il
calore proveniente da B impiegher� del tempo per diffondere verso il corpo
nero. Questo tempo � infinito nel caso non ci siano gradienti termici tra
le due superfici di A. Quindi affinch� il calore radiante emesso dal corpo
nero gli "torni indietro" da B � necessario che esista un gradiente termico
tra le due superfici di A: quella affacciata a B avr� temperatura
leggermente superiore rispetto a quella in contatto con N.

Questo non � possibile. Da corpi inerti ed immobili tutti alla stessa
temperatura non � concepibile che si sviluppi spontaneamente un gradiente
termico.

[1] Perch� penso che la luce emessa da una lente polarizzante sia essa
stessa polarizzata? L'effetto filtrante della lente � dovuto alla sua
struttura cristallina, la quale permette il passaggio solo di una
compontente della luce disperdendo le radiazioni "sbagliate". Immaginando
che ogni atomo della struttura emetta radiazioni non polarizzate, queste
radiazioni saranno filtrate dalla struttura circostante prima di poter
fuoriuscire dal corpo della lente. Perci� dalla lente dovrebbe uscire
esclusivamente luce polarizzata, trascurando la piccolissima parte prodotta
dallo strato pi� superficiale di atomi il quale non ha una struttura
circostante che possa fare da filtro.
Tutte ipotesi, naturalmente.

- --
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