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Maurizio Zani - http://www.mauriziozani.it

Irreversibilità

L’esperienza quotidiana ci mostra come talune trasformazioni in natura avvengano spontaneamente in un solo verso:

  • un cubetto di ghiaccio immerso in un bicchiere d’acqua porta al raffreddamento dell’acqua ed allo scioglimento del ghiaccio;
  • un corpo che striscia su una superficie con attrito frena progressivamente il suo moto e si riscalda;
  • una goccia d’inchiostro posta in un bicchiere d’acqua diffonde, espandendosi in tutto il liquido.

Nessuno ha mai osservato il verificarsi spontaneo dell’evento opposto, come il formarsi del cubetto di ghiaccio a seguito del riscaldamento dell’acqua, vedere un corpo partire spontaneamente da fermo a seguito di un suo raffreddamento, o il concentrarsi dell’inchiostro diluito in un sol punto, pur essendo tali eventi compatibili con il primo principio sulla conservazione dell’energia.

La trasformazione inversa (temporalmente) di una trasformazione termodinamica non contraddice il primo principio: l’impossibilità dell’inversione temporale si incontra in termodinamica, ma è compatibile con la meccanica.

Il tempo ha quindi un verso privilegiato di scorrimento, quello che noi chiamiamo futuro, lungo il quale evolvono le trasformazioni naturali. Questo privilegio porta all’impossibilità (o all’estrema improbabilità) di alcuni fenomeni: come si può dare una forma analitica a questa direzione privilegiata? Con il secondo principio della termodinamica, esprimibile in diversi modi: cominciamo con due osservazioni sperimentali, per poi introdurre una nuova grandezza, l’entropia.


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