Re: perché la teoria cinetica dei gas...

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Thu, 03 Feb 2005 22:14:00 +0100

roberto ha scritto:
> Uno studente mi chiede...questo modello sui gas perch� dovrebbe essere
> valido? In fondo � un'ipotesi quella di vedere le molecole come
> palline con le condizioni che sappiamo. Cosa ci fa convincere che
> questo modello ci dice, ad esempio, veramente qualcosa sull'energia
> cinetica delle molecole? Grazie
La domanda mi piace, perche' si collega bene a un'osservazione che
ricordo di aver fatto durante un corso di aggiornamento, a proposito
delle leggi dei gas.

Piu' o meno era questa.
Avevamo fatto i soliti esperimenti sulla legge di Volta (andamento di
V in funzione delle tmeperatura a pressione costante) e avevamo visto
che all'ingrosso i dati ottenuti per diversi gas si trovavano su rette
che passavano per lo stesso punto sull'asse delle t (-273 ^C).

Allora feci notare che era importante osservare che questa era una
scoperta _grande_: come mai gas diversi avevano questa proprieta'
comune? Forse c'era sotto qualcosa...

Ne approfittai per far notare che questo clima della scoperta c'e'
sempre stato nella scienza: due secoli fa come oggi.
Non e' che quelle di allora fossero delle bischerate e solo quelle di
oggi (tipo bosone di Higgs, se si trovera') sono fondamentali.
Secondo me queste cosa vanno dette. Lo stesso vale per la caduta dei
gravi (Galileo) e per cento altre cose.

Cio' premesso, rispondo alla domanda.
Dal modello si possono trarre delle conseguenze.
Una e' la legge di Kronig-Clausius: i prodotto pV e' proporzionale
all'en. cinetica media delle molecole.

Mettila insieme alla legge di Boyle, e ti lega questa en. cinetica
alla temper. assoluta: proprio quella che e' venuta fuori
dall'esperienza che dicevo sopra.
Allora: gas alla stessa temperatura hanno uguali en. cinetiche medie.
Questo e' dunque cio' che caratterizza l'equilibrio termico!

Ma sara' vero? Oggi non e' difficile costruire una simulazione a
computer che lo prova (se t'interessa, ti dico dove puoi trovare una
che abbiamo fatta anni fa).

Se il tuo studente e' ipercritico, potra' ancora dire "bene, ma
in fondo questo non e' ancora una prova. Potrebbe anche darsi che le
molecole non esistano affatto, e le cose vadano cosi' per tutt'altre
ragioni...

Allora sta a te raccontargli la storia delle "scoperta" degli atomi,
che culmino' nella spiegazione del moto browniano e nella
determinazione del numero di Avogadro.
Guarda caso, siamo nel 2005: perche' anno internazionale della fisica?
Anche per questo...
      

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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Received on Thu Feb 03 2005 - 22:14:00 CET