Enrico SMARGIASSI ha scritto:
> Elio Fabri wrote:
> > A me pare giusto.
> No, detto cosi' e' sbagliato. Iistemi a temperatura assoluta negativa
> esistono: sono sistemi di spin, che in tal modo eludono le usuali
> dimostrazioni di positivita' di T (cfr. Landau 5, par. 73).
Personalmente la racconterei, molto sinteticamente nel modo seguente.
1) La TD classicamente � stata sviluppata, nella seconda met� dell'800, in
relazione a esigenze tecnologiche che riguardavano il comportamento di
corpi materiali composti di atomi e molecole (anche se all'epoca e ancora
per qualche tempo dopo pi� di qualcuno, vedi Mach, contestava l'esistenza
degli atomi);
2) la TD, con tutte le propriet� classiche che sappiamo, venne
successivamente motivata in termini di Meccanica Statistica e formalizzata
assiomaticamente;
3) le relazioni termodinamiche gi� ottenute in TD, e in particolare quella
che definisce la temperatura (il suo inverso per la precisione) come
derivata dell'entropia di un sistema termodinamico rispetto alla sua
energia a volume costante, vennero quindi generalizzate, come la nozione
stessa di sistema termodinamico, a sistemi fisici notevolmente diversi da
quelli di partenza;
4) in particolare a sistemi dotati di un numero finito di gradi di libert�
energetici, come i sistemi a vetri di spin finiti, i quali in determinate
condizioni acquistano, per via del segno negativo della derivata di cui
sopra, temperature negative.
> Il fatto e'
> che la TD e' elaborata pensando a T>0, e certe affermazioni, che magari
> diamo per scontate,
> per T<0 semplicemente non valgono:
Direi che la TD venne elaborata, all'inizio, per sistemi e in condizioni
fisiche tali che: T > 0 sempre e T fluisce sempre dal corpo a temperatura
pi� elevata a quello a temperatura pi� fredda.
Una delle definizioni storiche fondamentali del secondo principio della
termodinamica riposa proprio su questa propriet� empirica fondamentale del
flusso del calore (ed � tuttora citata in tutti i testi di termodinamica).
> in particolare,
> non e' sempre vero che il calore fluisce spontaneamente dal corpo a T
> maggiore a quello a T minore, perche' esso fluisce sempre dai corpi a
> T<0 a quelli a T>0!
Secondo me � improprio parlare di flusso di calore, trattandosi in realt�
di un flusso di energia.
In effetti nei sistemi di vetri di spin non � il calore che fluisce da
sistema a sistema e, viceversa, quando hai due sistemi tra i quali fluisce
calore si tratta sempre di corpi ordinari.
Infine ci sono alcune particolarit� dei sistemi a vetri di spin e delle
relative temperature che ne fanno decisamente una categoria a parte dal
punto di vista termodinamico.
Intanto la temperatura per tali sistemi pu� diventare infinita, cosa che
non si verifica mai nel caso di corpi ordinari;
secondariamente non mi � chiaro come si possano far interagire
termodinamicamente un corpo ordinario a una data temperatura To e un
sistema a vetri di spin di temperatura Ts (maggore o minore della
precedente, negativa o positiva, etc.), n� cosa se ne potrebbe dedurre in
termini di equilibrio termodinamico complessivo, trasferimento di energia,
etc.; interazione che dovrebbe essere a priori possibile, se la grandezza
temperatura, al di l� delle definizioni formali, avesse lo stesso
significato fisico per entrambe le due diverse classi di sistemi.
Mi pare infatti che le propriet� peculiari relative al segno del
trasferimento di energia in riferimento alla temperatura che accennavi
sopra, valga solo all'interno dei sistemi a vetri di spin e sia pi� che
altro una propriet� "teorica", difficile da dimostrare praticamente
tramite l'utilizzo di sistemi fisici (a vetri di spin) concreti.
Saluti,
Aleph
P.S.: Dimenticavo, esiste un termometro fisico (a parte la teoria) per
misurare la temperatura di un sistema a vetri di spin?
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Received on Mon Jul 05 2010 - 16:39:10 CEST