[it.scienza.fisica 31 Jan 2021] Giorgio Pastore ha scritto:
> In termodinamica coesistono due definizioni di calore almeno dall'inizio
> del XX secolo. La più antica, basata sulla calorimetria del XIX secolo,
> si basa sull'idea che il calore viene scambiato solo in presenza di
> differenze di temperatura tra sistema e ambiente.
> La seconda, più recente, fu introdotta poco più di 100 anni fa da
> Caratheodory e ripresa da Born e Planck ed è presente in molti buoni
> testi contemporanei di termodinamica. In questo caso si parte
> dall'introduzione del concetto di parete adiabatica definita dalla
> condizione che per sistemi racchiusi in questo tipo di parete, il lavoro
> richiesto per andare dallo stato A a B (o viceversa) (L_ad(AB)) è
> indipendente dal cammino. In tal modo si introduce l'energia interna
> come funzione di stato attraverso Delta U(AB)=U(B)-U(A)=L(AB).
> Una volta che abbiamo l'energia interna, se la trasformazione non
> avviene in condizioni di isolamento mediante pareti adiabatiche, e
> quindi il lavoro L(AB) dipende dal cammino, *definiamo* calore scambiato
>
> Q(AB)= Delta U(AB) - L(AB)
>
> Domanda/provocazione (ho le mie idee ma vorrei sentire pareri).
> Che relazione c'è tra le due definizioni? Sono completamente equivalenti?
Non sono mai riuscito a trovare una presentazione della termodinamica fenomenologica
classica (sistemi semplici) totalmente esente da vizi logici (di circolarita' ecc.).
Per esporre il primo principio della TD occorrono le definizioni di:
- parete adiabatica;
- lavoro scambiato dal sistema con l'esterno;
- energia interna;
- calore.
La definizione del calore di Caratheodory ha carattere generale e mi soddisfa.
Non direi altrettanto dei concetti di parete adiabatica e di lavoro, a meno che
non si voglia limitare quest'ultimo concetto al solo lavoro meccanico di espansione
o contrazione del sistema. Ma cosi' facendo il primo principio della TD sparisce,
nel senso che viene privato di qualsiasi contenuto empirico.
Conseguentemente chiedo: dobbiamo considerare la mitica conservazione dell'energia
come una definizione (di energia appunto) o come un fatto sperimentale ben assodato,
purtuttavia in linea di principio falsificabile?
Ulteriori difficolta' nascono con il secondo principio, poiche' le definizioni di
calore, temperatura termodinamica ed entropia sono strettamente interconnesse.
Ho gia' segnalato in passato un mio tentativo di discutere questi problemi:
http://pangloss.ilbello.com/Fisica/Termodinamica/lavoro_calore.pdf
Non lo ripropongo come soluzione soddisfacente, sono il primo a riconoscerne i
difetti, semplicemente si tratta della presentazione logica "meno peggiore"
che finora personalmente sono riuscito ad elaborare.
Spero che questo thread possa aiutarmi a capire meglio il profondo significato
dei principi della termodinamica.
--
Elio Proietti
Valgioie (TO)
Received on Mon Feb 01 2021 - 11:40:08 CET