Wakinian Tanka ha scritto:
> Questo però mi suggerisce una riflessione: si potrebbe applicare al
> trasferimento di carica elettrica, per analogia, il concetto di cui
> sopra di flusso di una quantità vettoriale? Si dovrebbe parlare di
> flusso di momento di dipolo elettrico?
Premessa: ora le questioni cui dovrei dare risposta si sono
moltiplicate, e mi terranno impegnato per un bel po' di giorni.
Alcuni interventi mi hanno fatto capire che debbo spiegare meglio
qualche punto dell'articolo. Dovrò lavoare anche a quello...
Intanto ora cerco di rispondere separando i post in gruppi per
affinità. Ma non è semplice.
Tu pensi al momento di dipolo elettrico, ossia all'intensità di
polarizzazione, solitamente indicata con P (maiuscola).
Il suo integrale di volume dà il momento di dipolo totale (per es. di
un pezzo di dielettrico).
Non che serva molto: potrebbe servire a calcolare il campo elettrico a
distanza, ma non mi pare di averlo mai visto usare. Però potrei
sbagliare.
La div di P si usa: div P = -rho', con rho' densità di carica di
polarizzazione.
Nella tua idea invce dovrebbe esserci un tensore T tale che
div T = -_at_P/_at_t
T dovrebbe rappresentare una ddc di polarizzazione, il suo flusso
attraverso una superficie S darebbe una corrente di polarizzazione.
Non mi viene in mente un'interpretazione fisica del genere.
Al più potrebbe funzionare nel caso magnetico: se hai atomi dotati di
momento magnetico proprio che fanno parte di un liquido o di un gas,
un trasporto di magnetizzazione avrebbe senso.
Non ho mai visto una cosa del genere, ma non potrei escludere che sia
usato in qualche campo a me sconosciuto.
> E se si applicasse all'energia parlando di flusso di energia
> positiva da A a B equivalente a flusso di energia negativa da B ad
> A?
Qui invece bisogna chiarire.
Può essere utile pensare a tre diverse grandezze scalari: carica,
calore, energia.
Tutte hanno una storia complicata.
Credo di sapere che nel '700 si discusse molto se esistesse *un solo*
fluido elettrico oppure due, uno positivo e l'altro negativo.
La teoria con un fluido prevalse e si affermò l'idea che un corpo con
carica positiva aveva un eccesso di carica, uno con carica negativa un
difetto.
La differenza dal punto di vista della presente discussione è che con
due fluidi puoi sempre dire che un corpo che ha carica positiva ha un
eccesso del fluido positivo o un difetto di quello negativo. Lo stesso
vale per la scambio di carica tra due corpi.
Tieni presente che i fluidi sono *sostanze*, anche se inosservabili.
Con un solo fluido hai una sola sostanza e una sola grandezza fisica:
la carica elettrica Q. Questa misura lo *sbilanciamento* del fluido
elettrico rispetto all'equilibrio: eccesso Q>0, difetto Q<0.
In questo caso un passaggio di carica ha un solo verso "reale": il
corpo che cede fluido diminuisce la sua Q, l'altro l'aumenta.
Il punto di vista moderno, diciamo però ottocentesco, arriva a
"desostanzializzare" la carica: non sappiamo che cosa la carica sia,
attribuiamo *per convenzone* valore positivo a carti casi e negativo
ad altri, ma Q (e tutte le grandezze derivate) è solo una *grandezza*
scalare (nn una sostanza) che può avere i due segni dei numeri reali.
Perciò quando c'è uno scambio di carica tra due corpi puoi solo dire:
inizialmente ci sono le due cariche Q(A) e Q(B); dopo lo scambio
avremo Q'(A) e Q'(B). dato che la carica si conserva,
Q(A) + Q(B) = Q?(A) + Q'(B)
quindi
Q'(A) - Q(A) = -[Q'(B) - Q(B)]
DQ(A) = - DQ(B)
dove DQ significa *variazione* di Q.
In questo spirito non ha senso parlare di "flusso di carica positiva"
o di carica negativa: ha senso invece parlare di *segno* del flusso di
carica.
Dopo la scoperta dell'elettrone ecc. le cose sono cambiate di nuovo, e
i fisici si sono abituati a usare insiem due paradigmi:
- quello otttocentscoe della carica senza sostanza
- quello moderno della carica trasortata da particelle (elettroni, ma
anche altro).
Quidi bisogna stare attenti non creare confusione.
Nell'articolo ho cercato di mostrare i due aspetti quando ho scritto
per es. l'espressione della ddc in presenza di portatori di carica dei
due segni.
Passiamo al calore, cercando di andare più veloci.
Sai bene che è esistita una teoria del calore come fluido: il (fluido)
calorico.
Potrei ripetere quanto detto sopra per la carica come fluido.
Tramontato il calorico, il calore è definito come una variazione di
energia (dovuta ad azioni microscopiche).
Anche se il linguaggio tradisce l'uso antico (calore "acquistato" o
perduto, A "cede" calore a B, ecc.) nella termodinamica moderna Q è un
tipo di *variazione* di energia di un corpo.
Occorre stabilire una convenzione per il segno, e purtroppo ne sono in
uso due, che io chiamo "dei chimici" e "degli ingegneri".
Secondo la prima (che preferisco) Q>0 signifca che il corpo *aumenta*
la sua energia.
Il primo principio si scrive
DU = Q + L.
Dato che Q non è una grandezza termdinaica definita in un dato stato
del corpo, non ha senso parlare di Q come la W di cui sopra, né di
densità di Q.
Invece Q è l'integrale nel tempo di I_U (quando non ci sia lavoro) e
lo stesso si può dire a proposito della "densità di corrente di
calore", che è sbagliatissima, perché andrebbe vista come una
componente della densità di corrente di energia.
Infine l'energia.
Questa è *desostanzializzata*, quindi non ci sono due *tipi* di
energia, positiva e negativa (vallo a dire ai new age...).
L'energia non è una specie di yin-yang.
Per l'energia *grandezza fisica* puoi usare tutto: densità, corrente,
ddc.
Naturalmente I_E(S) dipende dall'orientamento di S: una corrente
positiva di energia da A a B equivale a una corrente negativa di
energia da B ad A.
Ma nota bene che ho scritto "corrente positiva di energia" e non
corrente di energia positiva!
--
Elio Fabri
Received on Mon Feb 10 2020 - 16:33:04 CET