Concetti Chiave
- L'entropia è definita come la tendenza naturale dell'energia a trasformarsi in una forma non utilizzabile, secondo il fisico Rudolf Clausius.
- Il primo principio della termodinamica afferma che l'energia può trasformarsi tra diverse forme, come potenziale e cinetica.
- Il secondo principio della termodinamica indica che non tutte le energie trasformabili in calore possono essere recuperate, rendendo il calore una forma di energia degradata.
- Il sogno del moto perpetuo è reso impossibile dal secondo principio della termodinamica, poiché parte dell'energia si disperde inevitabilmente nell'ambiente.
- Dal 1775, l'Académie Royale francese ha cessato di valutare progetti di macchine a moto perpetuo, riconoscendo l'inevitabilità della dispersione energetica.
Indice
L’entropia
L’analisi comparata dei due principi della termodinamica ci permette di fare delle considerazioni estremamente interessanti.• Il primo principio (principio della conservazione dell’energia) ci informa che le varie forme di energia si possono trasformare le une nelle altre; l’energia potenziale
in cinetica e viceversa, l’energia cinetica in calore e viceversa, ecc.
• Il secondo principio ci avverte invece che ci sono dei limiti alle trasformazione energetiche in quanto afferma che mentre è possibile trasformare completamente qualsiasi forma di energia in calore, l’operazione inversa non è possibile perché una parte del calore si disperde inevitabilmente nell’ambiente e non può più essere recuperato ai fini energetici. Se l’energia dispersa come calore non viene reintegrata, l’energia iniziale di un corpo impegnato in una catena di trasformazioni energetiche diminuisce costantemente fino a esaurirsi.
Il secondo principio in pratica ci informa che il calore non è una forma di energia equivalente alle altre in quanto non del tutto utilizzabile. Per questo il calore è considerato energia di secondo livello, o anche forma di energia degradata. A queste conclusioni giunse per primo nel 1868 il fisico tedesco Rudolf Clausius (1822- 1888) il quale denominò entropia la naturale tendenza dell’energia a trasformarsi in energia non utilizzabile.
Il moto perpetuo
Uno dei sogni della gente comune (ma anche di alcuni scienziati) è il moto perpetuo, cioè il movimento di una macchina che dotata di una certa quantità di energia iniziale continui a funzionare per l’eternità senza ulteriori apporti di energia. Ma il secondo principio della termodinamica ci avverte che a ogni trasformazione energetica della macchina, qualsiasi essa sia, una parte dell’energia viene dispersa nell’ambiente e non può più essere riutilizzata. Per questo la quota iniziale di energia fornita alla macchina prima o poi si ridurrà a zero e la macchina sarà costretta a fermarsi. Nonostante questo principio sia chiaro ai più, c’è sempre qualcuno disposto a tentare di violarlo. È interessante però sapere che già nel 1775 l’Académie Royale francese comunicò ufficialmente che non intendeva più esaminare progetti di macchine “a moto perpetuo”.Domande da interrogazione
- Qual è la differenza principale tra il primo e il secondo principio della termodinamica?
- Perché il calore è considerato una forma di energia degradata?
- Perché il moto perpetuo è considerato impossibile secondo la termodinamica?
Il primo principio afferma che l'energia può trasformarsi da una forma all'altra, mentre il secondo principio indica che non tutte le trasformazioni sono completamente reversibili, poiché parte dell'energia si disperde come calore non recuperabile.
Il calore è considerato energia degradata perché, secondo il secondo principio della termodinamica, non può essere completamente trasformato in altre forme di energia senza dispersione, rendendolo meno utilizzabile rispetto ad altre forme di energia.
Il moto perpetuo è impossibile perché, secondo il secondo principio della termodinamica, ogni trasformazione energetica comporta una dispersione di energia nell'ambiente, riducendo gradualmente l'energia disponibile fino a esaurirla completamente.
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