Re: Calore nel vuoto

From: Pangloss <pangloss_at_tin.it>
Date: Tue, 13 Feb 2001 15:49:16 GMT

Elio Fabri wrote:

>Elio Proietti ha scritto:
>> ...
>> Sorvolando sulle difficolta' tecniche, indubbiamente il calore prodotto dal
>> sole (sorgente a 6000K), puo' essere convertito in lavoro meccanico con alta
>> efficienza o puo' essere usato per innalzare a temperature ben superiori un
>> oggetto-bersaglio. Ma cio' *non* contraddice il secondo principio della TD.
>> Mi rendo conto che questa tesi merita un'ulteriore discussione ...
>Infatti non la capisco proprio...
>Prendi la cavita', racchiusa in un ambiente a T costante, a parte il
>forellino (dotato pure di collimatore, per maggior efficienza).
>Raccogli la radiazione emessa con la macchina a palette, che converte
>l'energia della rad. in lavoro meccanico.
>Non sto trasformando in lavoro il calore assorbito da una sola sorgente?
>--
>Elio Fabri
>Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
>Sez. Astronomia e Astrofisica

La discussione riguarda il concetto di calore e l'applicabilita' del secondo
principio, investe dunque i fondamenti stessi della TD.
Ma qui provo solo a discutere il mulinello relativistico.
La questione della riflessione della luce su uno specchio in moto e del
relativo effetto Doppler e' connessa alla deduzione storica della legge
dello spostamento di Wien ed anche alla confutazione sperimentale di alcuni
tipi di teorie emissive alternative alla RR.
Mi pare che un'analisi piu' semplice ed attendibile del fenomeno si possa
fare studiando l'urto elastico tra un fotone ed una paletta riflettente
dotata di velocita' u, con un calcolo che ricorda vagamente la teoria
dell'effetto Compton.
Tra l'energia meccanica ricevuta dalla paletta e l'impulso trasmesso ad essa
sussiste la relazione:
dE = u dp
e quindi indicando con (p,E) il fotone incidente e con (p*,E*) il fotone
riflesso, deve essere:
dE = E - E* = u (p + p*)
donde si trae subito la frequenza Doppler della luce riflessa:
f* = f (1 - u/c)/(1 + u/c)
nonche' l'energia meccanica relativa assorbita dalla paletta:
dE/E = (2u/c)/(1 + u/c)
Poiche' questo risultato non dipende dalla frequenza del fotone, concludo
che il mulinello e' una macchina ciclica di rendimento:
L/Q1 = (2u/c)/(1 + u/c)
ove Q1 e' il *calore* ricevuto dal termostato esterno a temperatura T1
(radiazione collimata uscente dal foro della cavita'), mentre L e' il lavoro
fornito dal sistema all'esterno tramite l'albero di rotazione.
Ma vi e' anche una quantita' di *calore* Q2 restituita all'esterno per
riflessione, caratterizzata da una distribuzione spettrale di frequenze
minori di quella incidente, ossia piu' fredda, come richiesto dal secondo
principio.
Non ho potuto controllare con calma, ma poiche' nella distribuzione della
radiazione di corpo nero la temperatura figura nel rapporto f/T, a prima
vista mi sembra addirittura che possa risultare:
L/Q1 = 1 - T2/T1
come ci si dovrebbe attendere dal rendimento di un ciclo reversibile!
In effetti si potrebbe fare lavorare il gingillo contromano ed innalzare la
temperatura della radiazione...
Qui pero' sto improvvisato troppo, spero che non mi sia sfuggito qualche
madornale strafalcione. Sento il fascino delle tesi eretiche e mi aspetto di
finire al rogo.
Vorrei aggiungere che sarei comunque alquanto riluttante a privare dello
*status di calore* l'irraggiamento, se questo o altri marchingegni violassero
il secondo principio della TD. Adottando questa logica si rischia di
attribuire alla TD preoccupanti connotati metafisici, rendendo il secondo
principio potenzialmente non falsificabile.

Elio Proietti
Received on Tue Feb 13 2001 - 16:49:16 CET