ancora modelli che cambiano

Nel capitolo dedicato alle trasformazioni termodinamiche ci sono, con pari importanza, alcuni nodi di natura concettuale e lo sviluppo di competenze tecnico operative nel maneggiare le equazioni della termodinamica.

Protagonisi sono i gas perfetti già analizzati nelkla teoria cinetico molecolare e la grande novità è che se si ingafgano le cose con un po' di precisione e si allarga il campo ad un range di temperature che vada dai 50 ai 3000 K le cose che, aprima vista funzionavano, non funzionano più.

I fisici se ne resero conto già nell II metà dell'800 e ci fu un fiorire di modelli inventati per sistemare le anomalie principali. Ma il calore specifico dei gas è 3/2 | 5/2 o 7/2 ? E che significato hanno questi numeri? Perché l'elio è a 3/2 mentre l'idrogeno è a 5/2 (ma non è detto, perché a bassa temperatura si comporta come l'elio); perchè l'ossigeno ha un valore variabile?

La prima risposta fu quella di non considerare più le molecole come sferette rigide (di qui la vignetta) e ci fu un fiorire di moelli a partire da quello basato sul manubrio del sollevamento pesi.

Maxwell, Boltzmann e Clausius ce la misero tutta ma "il difetto stava nel manico". Non bastava cambiare i modelli, bisognava cambiare le leggi e rivolgersi alla meccanica quantistica (aiuto!). Vi invito comunque a leggere la sintesi del problema che, negli anni 70 dell'800, ne fa Maxwell.

Sui testi italiani di fisica generale non si dà conto di questa faccenda e anche io, a suo tempo, ho studiato la "fisica tranquillizzante".

Come vedrete leggendo la parte teorica non è impssibile raccontare la storia con i suoi elementi di verità.

Oltre agli aspetti concettuali sulla teoria dei calori specifici molari , gran parte del capito è dedicato allo studio delle trasformazioni termodinamiche e al modo con cui calore, lavoro ed energia interna si combinano tra loro. I tipi di trasformazioni termodinamiche possibili sono infiniti, ma lo studio delle 4 o 5 più interessanti consente di maneggiarle tutte.

Gli apparati didattici sono totalmente nuovi e ance per questo capitolo ci sono una quindicina di pagine nuove. Segnalo in particolare i problemi che cercano di costruire applicazioni su tutti gli argomenti del capitolo e la cui sistemazione mi ha portato via un bel po' di tempo. Un ruolo particolare lo giocano i problemi presi dalle selezioni regionali e nazionali delle Olimpiadi della fisica.

Buona lettura del capitolo dedicato alle trasformazioni termodinamiche e alla teoria classica e quantistica dei calori specifici dei gas. Da qui si va alla pagina del corso di fisica.

 

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Info su Claudio Cereda

nato a Villasanta (MB)il 8/10/1946 | Monza ITIS Hensemberger luglio 1965 diploma perito elettrotecnico | Milano - Università Studi luglio 1970 laurea in fisica | Sesto San Giovanni ITIS 1971 primo incarico di insegnamento | 1974/1976 Quotidiano dei Lavoratori | Roma - Ordine dei Giornalisti ottobre 1976 esame giornalista professionista | 1977-1987 docente matematica e fisica nei licei | 1982-1992 lavoro nel terziario avanzato (informatica per la P.A.) | 1992-2008 docente di matematica e fisica nei licei (classico e poi scientifico PNI) | Milano - USR 2004-2007 concorso a Dirigente Scolastico | Dal 2008 Dirigente Scolastico ITIS Hensemberger Monza | Dal 2011 Dirigente Scolastico ITS S. Bandini Siena | Dal 1° settembre 2012 in pensione
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