Re: Sistema termodinamico irreversibile

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Fri, 14 Nov 2003 20:21:27 +0100

Dade ha scritto:
> innanzitutto si parla di trasformazioni termodinamiche irreversibili e
> non di sistemi irreversibili.
Giusto.

> Un paio di esempi di trasformazioni termodinamiche irreversibili sono
> l'espansione libera di un gas (apri una bombola di aria compressa) e
> il passaggio di calore da un corpo più caldo ad uno più freddo. La
> trasformazione inversa non avviene mai spontaneamente, ma occorre
> sempre compiere lavoro meccanico (come in un frigorifero o in un
> condizionatore). L'irreversibilità della trasformazione è legata
> all'aumento dell'entropia, una grandezza fisica che quantifica il
> grado di disordine di un sistema.
Vorrei aggiungere un paio di chiarimenti.

1. Per un sistema termodinamico si puo' parlare di "stato" solo quando
il sistema e' in equilibrio, ossia quando i parametri macroscopici che
lo caratterizzano (pressione, temperatura, ecc.) non variano nel tempo.
In una trasfromazione questi parametri, e quindi lo stato, cambiano,
per definizione di trasformazione; quindi durante una trasf. il
sistema non e' mai in equilibrio.
Pero' puo' essere molto vicino all'equilibrio, vicino a piacere,
oppure nettamente distante dall'equilibrio.
Quando accade la prima cosa si parla di trasf. _reversibile_.
Quando succede la seconda, di trasf. _irreversibile_
Ti aggiungo un paio di esempi:
a) Fai sciogliere lo zucchero nel caffe'. Siamo sempre lontani dalla
condizione di equilibrio, che sarebbe la soluzione satura, quindi
trasf. irreversibile.
b) Scarichi una pila accendendo una lampadina. Qyesto e' un esempio
assai complesso, perche' intervengono reazioni chimiche, fenomeni
elettrici...
Ma anche qui siamo lontani dall'equilibrio, che si avrebbe applicando
alla pila una d.d.p. appena un pco minore della sua f.e.m. Quindi, di
nuovo trasf. irreversibile.

Ho scelto apposta gli esempi per uscire dal solito schema "gas che si
espande, calore che passa da corpo caldo a corpo freddo"... La
termodinamica che serve davvero sta in altri territori, ed e' molto
piu' generale.

2. Attenzione: non e' vero che sempre un sistema che compie una trasf.
irreversibile aumenti la sua entropia. Questo e' vero solo se non
scambia calore con l'esterno.
Altrimenti, per salvare il principio generale dell'aumento
dell'entropia, bisogna inglobare anche l'esterno nel sistema, e si
rischia di finire per parlare di "entropia dell'universo": concetto
privo di significato fisico.
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Received on Fri Nov 14 2003 - 20:21:27 CET