Entropia e disordine generale, tesina

Indice:

Premessa........................................................................................................................3

Definizione di Clausius.................................................................................................4

Entropia in generale......................................................................................................6

Teoria del caos..............................................................................................................7

Italiano..........................................................................................................................9

Inglese..........................................................................................................................11

Greco - Latino.............................................................................................................13

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Premessa

In questa tesina si tratteranno i temi di entropia e disordine in campo sia

scientifico che letterario per mostrare che il caos è presente in ogni ambito

e, in qualche modo, è la legge che regola molti degli eventi naturali e non

solo.

Questo lavoro nasce dalla curiosità di indagine nei confronti del rapido

sviluppo della società in un limitato sistema che è l’universo: il progresso

può essere collegato all’Entropia come aumento di disordine.

L’Entropia è in parallelo con la freccia del tempo, cioè il verso invariabile

in cui il tempo scorre. E poiché il tempo scorre nel verso a cui corrisponde

un aumento costante dell’entropia, ciò porterà ad un punto di non ritorno.

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Entropia: disordine universale

La definizione di Clausius dell’entropia:

Conosciamo la relazione che lega il rendimento di una macchina termica

reversibile e di una macchina di Carnot:

T

¿ 1

¿ ∨ =R =1−

Q 1 carnot

Q T

2 2

R=1−¿

Da questa relazione abbiamo dedotto che:

Q

| | ¿ −Q

Q Q

T 2

¿ ∨ =

Q

1 1 2

1 =

 

= 1 T T T T

Q T 1 2 1 2

2 2 ¿

Q

il segno negativo è introdotto perché nella macchina di Carnot è intrinsecamente negativo,

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essendo la quantità di calore ceduta al refrigerante; quindi in definitiva si ha che:

Q Q

1 2

= =0

T T

1 2

E’ possibile dimostrare che qualunque ciclo termodinamico reversibile è approssimabile da una

successione di cicli di Carnot e che quindi possiamo scrivere per qualsiasi ciclo reversibile:

Q

Σ = 0

T

Se la somma delle quantità Q/T su un percorso chiuso è nulla, possiamo affermare che tale

grandezza è una funzione di stato, che dipende solamente dallo stato fisico, caratterizzato da un

punto di vista termodinamico dalle grandezze p, V e T, e non dal particolare percorso seguito per

giungere a quello stato. Sono funzioni di stato per esempio, l’energia interna di un gas, la

temperatura T, l’energia potenziale gravitazionale, mentre non sono variabili di stato il calore Q e il

lavoro L, perché dipendono dalla particolare trasformazione eseguita.

Possiamo allora definire il rapporto Q/T tra il calore Q scambiato in una trasformazione reversibile

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e la temperatura T alla quale è avvenuto lo scambio, come entropia S, o meglio come variazione

di entropia ΔS: Q

Entropia ΔS = T 5

ENTROPIA: Dal greco έν (dentro) e τροπή (trasformare);

ENTROPIA: simbolo S;

ENTROPIA: misura la quantità di cambiamento in ogni trasformazione termodinamica.

L’Entropia gioca un ruolo fondamentale nello stabilire il verso dei processi che spontaneamente

avvengono in natura. Infatti la tendenza è quella di aumentare l’Entropia (cioè il disordine di un

sistema), come se alla natura piacesse il disordine.

Il secondo principio della Termodinamica addirittura dice che l’Entropia dell’universo è in costante

aumento (ΔS maggiore/uguale a zero) e le reazioni procedono di solito da reagenti più ordinati a

prodotti più disordinati.

Quando un sistema passa da uno stato di equilibrio ordinato ad uno disordinato la sua Entropia

aumenta. L’approccio molecolare della meccanica statica generalizza l’entropia agli stati di non

equilibrio correlandola più strettamente al concetto di ordine, precisamente alle possibili diverse

disposizioni dei livelli molecolari e quindi differenti probabilità degli stati in cui può trovarsi

macroscopicamente un sistema.

Esistono due definizione di Entropia: una definizione Macroscopica, fornita dalla Termodinamica e

una definizione Microscopica, fornita dalla meccanica quantistica.

Una interpretazione semplicistica dell’Entropia è il grado di disordine di un sistema. Quindi un

aumento del disordine di un sistema è associato ad un aumento di Entropia mentre una diminuzione

del disordine di un sistema è associata ad una diminuzione di Entropia.

Aumento di Entropia spontanea: avviene sempre in natura.

Diminuzione di Entropia spontanea: non avviene in natura.

Con l’Entropia si parla anche di probabilità: la conseguenza di ciò è uno sconvolgimento nel

mondo scientifico, infatti non si parla più solo di causa ed effetto per i fenomeni (approccio

Newtoniano), ma anche di probabilità.

Le configurazioni disordinate sono le più probabili e corrispondono al cosiddetto secondo principio

della Termodinamica.

Esempio di Entropia: si faccia cadere una gocciolina d’inchiostro in un bicchiere d’acqua. Si

osserva che, invece di restare una goccia più o meno separata dal resto

dell’ambiente (sarebbe uno stato completamente ordinato), l’inchiostro

inizia a diffondere e in un certo tempo si ottiene una miscela uniforme (stato

completamente disordinato). E’ esperienza comune che, mentre questo

processo avviene spontaneamente, il processo inverso, cioè separare l’acqua

dall’inchiostro richiede energia esterna.

Universo= Sistema Isolato. L’energia totale dell’universo è costante e l’Entropia totale è in

continuo aumento fino al raggiungimento di un equilibrio. Ciò significa che non solo non si può ne

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creare ne distruggere energia, ma nemmeno la si può completamente trasformare da una forma in

un’altra senza che una parte venga dissipata sotto forma di calore. Per esempio se si brucia un pezzo

di carbone, la sua energia si conserva e si converte in energia contenuta nell’anidride carbonica,

nell’anidride solforosa e negli altri residui di combustione, oltre che in forma di calore. Sebbene nel

processo non si sia perduta energia, non possiamo invertire il processo di combustione e ricreare dai

suoi scarti il pezzo di carbone originale e quindi il processo di cambiamento è irreversibile.

Il secondo principio della termodinamica può essere così scritto: ogni volta che una certa quantità di

energia viene convertita da una forma ad un’altra si ha una penalizzazione che consiste nella

degradazione di una parte dell’energia stessa in forma di calore. Questa parte non sarà utilizzabile

per produrre lavoro. L’Entropia misura la quantità di energia non più utilizzabile in lavoro. Lo stato

in cui l’Entropia raggiunge il massimo valore e non vi è più energia libera disponibile per compiere

lavoro, è detto Stato di Equilibrio. Per l’intero universo concepito come sistema isolato, ciò

significa che la progressiva conversione in calore (per il principio di aumento dell’Entropia totale),

a fronte di una massa di universo finita, porterà infine ad uno stato in cui l’intero universo si troverà

in condizione di temperatura uniforme: cosiddetta morte termica dell’universo.

TEORIA DEL CAOS

Il termine Teoria del Caos ha colpito parte dell’immaginario collettivo insieme all’Effetto Farfalla

(inteso come influenza di fatti minimi sul corso degli eventi), come una sorta di effetto domino, in

cui se cade una tessera cadono le altre (reazione a catena). Esempio: l’assassinio del Duca

Ferdinando d’Asburgo del 1914 innescò la 1^ Guerra Mondiale con tutte le sue conseguenze

(Nazismo, Fascismo e 2^ Guerra Mondiale).

La Teoria del Caos è lo studio attraverso modelli della fisica matematica e sistemi fisici che

esibiscono una sensibilità esponenziale rispetto alle condizioni iniziali. La sensibilità dalle

condizioni iniziali è talvolta parafrasando come il minimo battito d’ali di una farfalla e in grado di

provocare un uragano dall’altra parte del mondo, esprimendo il concetto conosciuto con il nome

EffettoFarfalla.

I sistemi di questo tipo sono in grado di esibire una empirica casualità nell’evoluzioni delle variabili

dinamiche. Quando un sistema dinamico si dice caotico?

esempio banale: il fumo di più fiammiferi accesi in condizioni macroscopicamente molto simili

(pressione, temperatura, correnti d’aria) segue traiettorie di volta in volta molto differenti.

In riferimento al cambiamento come caratteristica fondamentale dell’Entropia si prevede la

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possibilità di una evoluzione in sistemi naturali che portano alla nascita di nuove forme di vita

o portano all’evoluzione di uno stato vitale. 8



Calvino Sfida al labirinto

« L'inferno dei viventi non è qualcosa che sarà; se ce n'è uno, è quello che è già qui, l'inferno che abitiamo

tutti i giorni, che formiamo stando insieme. Due modi ci sono per non soffrirne. Il primo riesce facile a molti:

accettare l'inferno e diventarne parte fino al punto di non vederlo più. Il secondo è rischioso ed esige

attenzione e apprendimento continui: cercare e saper riconoscere chi e cosa, in mezzo all'inferno, non è

inferno, e farlo durare, e dargli spazio. »

( )

Italo Calvino, Le città invisibili, 1972

Con calvino si parla di fuga dal disordine chiamato da lui labirinto,

dal saggio “Il labirinto”.

Nella nuova società di produzione di massa degli anni Sessanta

l'intellettuale (e la letteratura) sfida la complessità, la chiarisce e

deve fornire i mezzi per trovare la via d'uscita dal labirinto-realtà.

L’uomo per Calvino è incapace di tener testa alla nuova civiltà

dell’industrializzazione.

IL labirinto che dall’antichità ispira l’orrore dello smarrimento offre

due possibilità: “la resa al labirinto” o “ la sfida al labirinto”.

Calvino opta per la sfida, ben conscio che non si possono dividere

con un taglio netto i due atteggiamenti,perché “nella spinta di

cercare la via d’uscita c’è sempre una parte d’amore per i labirinti

in sé” rappresentando questa assenza di vie d’uscita come la vera

condizione dell’uomo.

Di fronte a tale difficoltà, secondo Calvino ciò che occorre è una

"mappa del labirinto più partico-lareggiata possibile", e il compito

della letteratura sarà "trovare una via d'uscita

Lo scrittore si pone l’obbiettivo di trovare un ordine nella realtà, un

ordine così articolato da inglobare il disordine.

Il suo è un continuo tentativo di creare una mappa del labirinto.

Egli, con fiducia nella ragione, vuole trovare il filo d’Arianna che è in

grado di farci uscire dal disordine della vita.

Nel libro “lezioni americane”, per esempio, ricerca parole chiave

che salvino l’uomo dalla modernità (caos) del 2000

Calvino si ritiene neo-illuminista: vuole recuperare i valori

dell’illuminismo vuole fare luce sugli eventi attraverso un

percorso razionale che permetta di salvarci dallla modernità.

Tramite un metodo razionale tenda di circoscrivere una complessità

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che all’intelletto appare sempre più insondabile.

Ed è proprio questa influenza illuministica che rende la scrittura di

Calvino chiara e precisa.

La modernità/mondo delle macchine tende a sopraffarci e a privarci

della nostra umanità ciò accade nel romanzo “ Il cavaliere



inesistente”

Calvino nell’ultima fase della sua vita arriva alla concezione della

realtà come una combinazione di vari eventi (come fa la

cartomante combinando le carte).

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James Joyce: Chaos in the English Literature

It is possible to find the literary equivalents of these principles (of the principles

mentioned above) in James Joyce, who was instinctively aware of the chaos theory

before its earliest developments. As a matter of fact, in

both Ulysses and Finnegans Wake, the writer anticipates the aim sought by our

contemporaries in science: a more accurate picture of the world in all its complexity and

apparent randomness.