(wrong string) � principio termodinamica

From: Chicco83 <francesco.creati_at_libero.it>
Date: Mon, 28 Feb 2005 18:26:00 GMT

> > Come uscire da questa apparente contraddizione?
> Di fatto, se sottrai energia alle molecole in basso,

Credo che qui ti riferisci al fatto che posso fare quello che dici solo
pompando
all'esterno energia elettrica (quella che viene dalla termocoppia).
infatti questo � l'unico modo per sottrarre energia alle particelle perch�
le
 pareti sono adiabatiche.

>queste non
> riusciranno a raggiungere la stessa altezza che avevano originariamente.
> Prima o poi estrai tutta l' energia cinetica del gas e tutto finisce li'.

e quindi anche la sua temperatura, violando cos� il 2� principio...Ma poi
dici:

> Il tuo modello e' comunque poco realistico.
> Evidentemente stai pensando ad un gas ideale (== le molecole non
> interagiscono tra loro e hanno urti elastici con le pareti del
contenitore).
>
> In questa schematizzazione il sistema non ha nessun modo per raggiungere
> l' equilibrio (termico). Il gas ideale e' tanto bello (perche' semplice)
> ma ha dei difetti importanti. Dal punto di vista della termodinamica
> statistica e' un sistema "non ergodico": se lo prepari in un qualsiasi
> stato dinamico, nulla permette alle molecole di scambiare energia tra di
> loro.La conseguenza e' che se parti con una qualsiasi distribuzione
> delle velocita' non arriverai mai ad una maxwelliana.
>

Premetto che studio chimica, tuttavia posso dire di certo che
la 2� legge della termodinamica vale anche
per sistemi ideali, anzi il "ciclo di Carnot", da cui escono fuori
importanti
considerazioni sul 2� principio, descrive le trasformazioni
di una macchina (cilindro munito di pistone) che contiene un gas ideale.
Quindi il fatto che non sia realizzabile nella realt� (perch� i gas ideali
non esistono)
non importa, nel mio caso il 2� principio sarebbe ugualmente violato anche
se si tratta
di un sistema ideale.

> Se invece permetti scambi di energia tra le particelle o tra queste e le
> pareti

tra le pareti no, esse sono adiabatiche.

>puoi arrivare all' equilibrio termico dopo un transiente
> iniziale e tutto il gas avra' la stessa temperatura. A quel punto l'
> estrazione di energia senza altri effetti collaterali sarebbe una
> violazione del secondo principio.
>

Da quello che ho capito dici che in assenza di
scambi termici tra le particelle, il sistema dovrebbe violare il 2�
principio della
termodinamica. Vorrei provare a far vedere intuitivamente che, anche
ammettendo scambi di energia tra le particelle,
il sistema � in ogni aspetto (compreso la differenza di temperatura tra
l'alto
e la base del cilindro) equivalente ad un ipotetico
sistema in cui gli scambi termici (tra le p.) non avvengono.
Gli scambi di energia tra le particelle non sono altro che urti (elastici)
tra
di esse (se non ti sta bene lo I2 prendiamo Rn (monoatomico PM=222)),
 supponiamo che una particella A urti un'altra B in un dato punto
del cilindro. Per semplicit� consideriamo un urto l cui direzione sia
parallela
alla verticale del cilindro (asse z).

Le quantit� di moto delle due particelle, scomposte nelle tre
componenti ortogonali prima dell'urto sono date da:

P[A] = (PxA; PyA; PzA)
P[B] = (PxB ; PyB; PzB)

mentre dopo l'urto:

P'[A] = (PxA; PyA; PzB)
P'[B] = (PxB; PyB; PzA)

L'unico effetto � quello di essersi scambiate la componente z
della quantit� di moto (questo perch� hanno la stessa massa).
Quindi se prima dell'urto B stava salendo (decelerava) mentre A stava
scendendo
(accelerava), dopo l'urto succede esattamente l'opposto cio� B, invertendo
il suo verso
lungo l'asse z, accelera e A viceversa decelera ma il risultato non dovrebbe
essere
diverso; Cos� facendo, dopo l'urto, la componente PzB continuer� a
decrescere mentre la
componente PzA continuer� a crescere;
l'unica cosa che cambia � che sar� A ad arrivare in alto al cilindro al
posto di
B ma a noi questo non importa dato che le particelle sono indistinguibili.
Spero di essermela cavata con poche c*****e.



> Giorgio
Received on Mon Feb 28 2005 - 19:26:00 CET